한국과 미국 연구진이 산업 현장에서 발생하는 바이오매스 폐기물에서 친환경 건설 소재를 활용할 수 있는 고효율 이산화탄소 광물화 기술을 공동 개발했다.
광주과학기술원(GIST·총장 김기선)은 박영준 지구·환경공학부 교수팀이 박아형 미국 컬럼비아대학교 교수팀과 공동으로 바이오매스 폐기물에서 생성되는 유기산을 이용해 고효율 자원 순환형 탄소 광물화 공정을 개발했다고 28일 밝혔다.
탄소 광물화는 산업폐기물에 포함된 칼슘·마그네슘 등 알칼리 금속을 추출, 이산화탄소와 반응을 통해 탄산칼슘이나 탄산마그네슘 등의 고체 탄산염을 형성하는 기술이다. 고체 탄산염은 온실가스인 이산화탄소 저장뿐 아니라 시멘트, 콘크리트, 골재 등 다양한 형태의 건설 소재로 활용할 수 있다.
일반적인 무기산을 이용한 탄소 광물화는 높은 용매 비용과 낮은 추출 효율, 후처리 공정의 어려움 등으로 이산화탄소 저장 효율과 공정의 경제성 확보에 부담이 되고 있다.
연구팀은 기존 고비용 무기산을 대체해 대량으로 배출되는 바이오매스 폐기물에서 생성되는 유기산 혼합물을 탄소 광물화 공정에 적용, 칼슘 등 알칼리 금속의 추출 성능을 크게 향상했다. 산업부산물에 포함된 희토류 금속 자원을 선택적으로 회수할 수 있다는 사실도 규명했다. 특히 바이오매스 폐기물에서 발생하는 휘발성 유기산을 이용, 무기산에 비해 알칼리 금속과 희토류 원소의 추출 효율이 높다는 것도 확인했다.
연구팀은 이 기술을 활용하면 산업 현장에서 발생하는 이산화탄소를 효과적으로 줄이는 동시에 대량으로 배출되는 폐기물을 친환경적인 건설 소재로 전환하여 탄소 광물화 공정 경제성을 높일 것으로 기대하고 있다.
이러한 연구 결과는 국제 학술지 'ACS 서스테이너블 케미스트리 앤드 엔지니어링' 12월호 표지논문으로 게재됐다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
