폴리프로필렌(PP)은 산업용 플라스틱 생산의 30%를 차지하며 널리 사용되고 있지만 적절한 재활용 방법이 없어 전량 매립과 소각의 방식으로 폐기가 이루어지고 있다. 이에 탄화는 탄소를 배출하지 않고 전환하여 유용하게 사용할 수 있어 환경 친화적이며 경제적인 대안이 될 수 있다. 본 연구에서는 PP기반 폐기물 전구체에 설폰화, 나이트로화, 열 산화와 같은 전처리를 통해 고분자 사슬에 산소계 작용기를 도입하여 고온에서도 분해되지 않고 탄화가 이루어질 수 있는 안정적인 가교 구조를 형성하였다. 탄화를 적용한 탄소재는 안정화 방식에 따라 독자적인 결정 구조와 표면 형태를 보이며, 전기 전도성과 비표면적이 크게 향상되었다. 또한 폐기물 기반 탄소재를 리튬 이온 전지의 음극으로 적용하였을 때 우수한 용량과 에너지 밀도, 안정성을 나타냄을 확인하였다. 이는 폐플라스틱을 고성능 에너지 장치로 전환하는 업사이클링 공정의 상용화 가능성을 보여주며, 현재 폭발적으로 성장 중인 리튬 이온 전지 분야의 차세대 전극 소재 개발에 기여할 수 있을 것이다.