음식물 쓰레기가 시멘트·콘크리트로 ‘깜짝 변신’

음식물 쓰레기 등 바이오매스 폐기물을 시멘트 등 건설자재로 바꾸는 기술이 개발됐다.

광주과학기술원(지스트) 지구·환경공학부 박영준 교수 연구팀은 바이오매스 폐기물로부터 생성되는 유기산 혼합물을 탄소 광물화 공정에 적용하는 기술을 선보였다고 28일 밝혔다.

탄소 광물화는 알칼리 금속(칼슘 및 마그네슘)과 이산화탄소와의 반응을 통해 고체 탄산염을 만들고, 이를 통해 시멘트·콘크리트·골재 등 다양한 형태의 건설 소재로 활용하는 방식이다. 동시 이산화탄소도 저장해 친환경 효과도 있다.

그동안 일반 무기산을 이용한 탄소 광물화 방식은 비용이 높고 효율이 떨어져 경제성 확보가 개선 과제로 지적돼 왔다.

이에 박 교수 연구팀은 고비용 무기산을 대량으로 배출되는 바이오매스 폐기물 유기산으로 대체했다. 바이오매스는 음식물 쓰레기, 하수 폐기물, 해양 폐기물 등이다. 이들은 휘발성 유기산 화합물을 형성하는 것이 특징이다. 알코올 및 탄화수소 합성을 통해 연료나 플라스틱 등 석유화학 제품 생산에 사용될 수 있다.

연구팀은 바이오매스 폐기물에서 발생되는 휘발성 유기산을 이용한 결과 지금까지 널리 사용된 무기산보다 알칼리 금속 및 희토류 원소들에 대해 높은 추출 효율을 보이는 것을 확인했다.

이번 연구에 대해 홍수진 연구원은 “이 기술을 활용하면 산업에서 발생한 이산화탄소를 효과적으로 줄이는 동시에 대량으로 배출되는 폐기물을 친환경적인 건설 소재(시멘트, 콘크리트, 골재 등) 로 전환할 수 있다”며, “후속 연구에서 탄소 광물화 기술 기반으로 유용 자원 개발을 통해 2050 탄소중립 자원 순환 경제에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 설명했다.

박 교수 팀은 미국 컬럼비아 대학교 박아형 교수 연구팀과 공동으로 연구를 진행했다. 이번 연구는 화학공학 분야 상위 10% 이내 학술지인 ‘ACS Sustainable Chemistry & Engineering’ 표지 논문으로 지난 21일자에 게재됐다. 정태일 기자