기자명 문병도 기자
  • 입력 2020.12.28 10:59

박영준 GIST 교수 연구팀

[뉴스웍스=문병도 기자]  박영준 광주과학기술원(GIST) 지구·환경공학부 교수 연구팀이 박아형 미국 컬럼비아 대학교  교수 연구팀과 공동연구를 통해 바이오매스 폐기물로부터 생성되는 유기산을 이용하여 고효율 자원 순환형 탄소 광물화 공정을 제시했다.

일반적인 무기산을 이용한 탄소 광물화의 경우 높은 용매 비용, 낮은 추출 효율과 후처리 공정의 어려움 등으로 인해 이산화탄소 저장 효율 및 공정의 경제성 확보에 부담이 되고 있다.

연구에서는 기존 고비용 무기산을 대체하여 대량으로 배출되는 바이오매스 폐기물로부터 생성되는 유기산 혼합물을 탄소 광물화 공정에 적용하여 칼슘 등 알칼리 금속의 추출 성능을 크게 향상시켰으며, 이와 더불어 산업부산물에 포함되어 있는 다양한 형태의 희토류 금속 자원을 선택적으로 회수 할 수 있음을 확인했다.

연구팀은 바이오매스 폐기물에서 발생되는 휘발성 유기산을 이용하여 제강 슬래그로부터 바이오매스 유래 유기산 화합물이 지금까지 널리 사용된 무기산에 비해 알칼리 금속 및 희토류 원소들에 대해 높은 추출 효율을 보이는 것을 확인했다. 

이러한 현상은 추출된 금속 원소들과 결합할 수 있는 양이온이 나타내는 유도 효과 및 형성 상수 차이에 기인한 것으로, 알킬기 개수가 많아지면 리간드의 전기 음성도가 증가하여 금속 원소와 강하게 결합하여 안정화 될 수 있다.

홍수진 연구원은 “이 기술을 활용하면 산업에서 발생한 이산화탄소를 효과적으로 줄이는 동시에 대량으로 배출되는 폐기물을 친환경적인 건설 소재로 전환하여 탄소 광물화 공정의 경제성을 향상시킬 수 있다”며 “후속 연구에서 탄소 광물화 기술 기반으로 유용 자원 개발을 통해 2050 탄소중립 자원 순환 경제에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다.

산업통상자원부 에너지국제공동사업의 지원을 받아 수행된 이번 연구결과는 화학공학 분야 상위 10% 이내 학술지인 ‘ACS 서스테이너블 케미스트리 & 엔지니어링’ 표지 논문으로 21일자에 게재됐다.

박영준 교수 (사진제공=GIST)
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