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폐플라스틱병으로 이산화탄소를 포집하는 기술이 나오다
  • 하정서 기자
  • 승인 2021.07.10 09:45
  • 호수 142
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전 세계가 온실가스 배출을 줄이기 위해 고민 중이다. 지금도 수많은 연구실에서 어떻게 하면, 어떤 물질을 사용해서 온실가스를 줄일 수 있을지 연구하고 있다. 그런 가운데 최근 획기적인 연구가 제안됐는데, 우리가 쓰는 페트병을 이용해 온실가스의 대표주자인 이산화탄소를 포집하는 기술이 발표돼 주목을 받고 있다.

범지구적 문제인 지구 온난화와 폐플라스틱의 범람
현재 지구 전체에서 환경 문제에서 주문제로 꼽히는 것은 기후변화로 인한 지구 온난화와 범람하는 폐플라스틱 등이다. 이산화탄소의 경우, 18세기 중기까지 배출량이 쭉 유지되다 산업혁명 이후 화석연료 사용이 급증하면서 이후부터는 배출량이 크게 늘어났다. 반대로 각종 산업용지 확보와 산림의 개발, 목재와 종이의 사용 등으로 이산화탄소의 흡수역할을 하던 삼림자원이 크게 줄어들었다. 이산화탄소는 인위적 으로 배출되는 온실가스의 절반 이상인 약 60% 이상의 비율을 차지할 만큼 감축의 주된 대상 중 하나로 꼽힌다.

플라스틱도 역시 감축 대상이다. 플라스틱은 생분해가 되지 않는 제품이다보니 조각으로라도 영원히 남게 된다는문제점이 있다. 여기에 화학물질의 배출로 지하수를 오염시키기도 하고, 사람은 물론 야생동물의 건강까지 위협할 수도 있는 물질이다. 현재 바다에는 무려 25만톤의 플라스틱이 떠다니고 있을 정도로 플라스틱의 처리 문제는늘 골칫거리였다. 때문에 폐플라스틱을 어떻게 처리하느냐가 많은 이들의 연구 대상이 되고 있다.

 

폐플라스틱병을 이용한 활성탄 제조 및 이산화탄소 포집에 대한 모식도(고려대 제공)

폐플라스틱을 이용해 활성탄 제조
폐플라스틱에 대한 연구가 계속 이뤄지는 가운데 획기적인 방법이 하나 등장했는데, 사용된 페트병을 이용해 이산화탄소를 포집하는 기술을 고려대학교 이기봉 교수팀에서 개발했다. 핵심은 폐플라스틱을 이용해 활성탄을 제조하는 방법이다. 활성탄은 미세한 구멍이 있는 탄소 덩어리로, 현재도 수처리나 대기환경, 반응 촉매 등으로도 널리 쓰이는 물질이며, 이산화탄소 흡착 또한 뛰어난 것으로 알려져 있다. 활성탄은 주로 야자껍질이나 석탄 등을 열처리해 생산하는 것으로 알려져 있는데, 이 활성탄의 재료를 다름 아닌 폐플라스틱, 즉 버려진 페트병으로 한 것이다.

연구진에서는 페트병의 주요 성분 60%가 탄소라는 점을 주목해 활성탄 개발에 나섰다고 한다. 주 원료인 페트병을 열처리해 탄소만 남기고, 수산화칼륨과 탄소를 2대 1의 비율로 섞은 뒤 700℃에서 열처리를 해 활성탄을 만들었다. 이 활성탄을 통해 이산화탄소를 흡착할 수 있게 됐는데, 기존 제품이 활성탄 1kg당 110~120g의 이산화탄소를 흡수했던 것보다 더 많은 1kg 당 194g이나 흡수한 것으로 실험 결과 확인됐다. 연구진에 따르면, 활성탄의 성능은 작은 구멍을 얼마나 많이 만드느냐에 따라 다르다.

또한 이번에 만들어진 활성탄으로 이산화탄소뿐 아니라 사불화탄소(CF₄)까지 흡수하는 부가 효과까지 있는 것으로 나타났다. 사불화탄소는 반도체 생성공정에서 주로 나오는데, 이산화탄소와 비교해 온난화지수가 무려 7390배나 높은 물질로 알려져 있다.

 

온실가스와 플라스틱의 감축, 두 마리 토끼를 다 잡다
이번 연구를 통해 기대할 수 있는 효과는 바로 이산화탄소는 물론 플라스틱 문제까지 해결하는, 두 마리 토끼를 잡을 수 있다는 점이다. 기존의 플라스틱은 매립도 어려운 탓에 폐기나 재활용이 다였지만, 이렇게 활성탄을 만드는 방식으로 활용 가능하다는 것이 증명됐다. 특히, 재활용이 어려운 폐플라스틱까지 이 기술을 적용할 수 있다는 장점까지 있어 플라스틱을 줄이는 데 획기적일 수 있다고 기대를 모으고 있다.

이 기술의 또 다른 효과가 있는데, 바로 국내에 들여오는 활성탄이 대부분이 수입되고 있다는 점이다. 이를 통해수입의 대체는 물론 원료가격 절감까지 기대할 수 있게 됐다. 현재 페트병뿐 아니라 커피 찌꺼기, 석유계 코르크 등도 이와 비슷한 연구가 진행이 되고 있다고 한다. 이들도 플라스틱과 마찬가지로 처리하기 어려운 폐기물이자 매립해도 토양을 오염시키는 물질이라고 알려져 있다. 향후에 이들도 활성탄으로 쓰일 수 있다면 이번 플라스틱처럼 또 한 번 어려운 폐기물에 대한 해결책이 하나 생길 수 있을 것으로 보인다. 그리고 처리가 어려운 여러 폐기물들 상당수를 어쩌면 이런 혁신적인 방식으로 해결되는 것도 기대해볼 수 있을 듯하다.

하정서 기자  bluefin3@naver.com

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