미국 플로리다 FAMU-FSU 공과대학의 정호용 교수가 이끄는 과학자들이 이산화탄소를 효율적으로 포집하고 반복적으로 방출하는 새로운 폴리머(Polymer) 기술을 개발했다.
폴리머란 일반적으로 다량의 작은 분자들로 이루어진 큰 분자, 즉 고분자 물질을 말한다. 천연 고분자로는 고무, 녹말, 단백질 등이 있다. 플라스틱은 인공 합성 고분자의 대표적 사례다.
카본헤럴드의 27일(현지시각) 보도에 의하면, 이번 연구는 전통적인 석유 기반 플라스틱에 대한 대안이 될 수 있다.
탄소를 포집할 때 흡착제로 쓰이는 플라스틱은 친환경 물질이 아니지만, 정 교수가 개발한 폴리머는 이산화탄소와 펄프 제조 후 남는 식물 부산물인 리그닌(lignin)을 이용해서 만든 플라스틱 대체품이다. 리그닌은 식물에서 발견되기 때문에 풍부하고 가격이 저렴하며, 목재 가공 시 부산물로 수확되는 경우가 많다.
정 교수팀이 개발한 폴리머는 화석 연료에 대한 의존도를 줄일 뿐만 아니라 리그닌이라는 폐기물을 귀중한 재료로 전환시켰다. 정 교수팀의 폴리머는 농축된 소스에서 이산화탄소 47mg을 포집하거나, 대기 중에서 직접 이산화탄소 26mg을 포집할 수 있다.
이러한 정 교수의 연구결과는 첨단소재(Advanced Materials)에 게재됐다.
연구진은 새로 개발한 폴리머를 섭씨 60도로 가열하면 이산화탄소를 방출시킨다고 밝혔다. 즉 스펀지를 물에 적셨다가 열을 가하면 다시 건조시킬 수 있는 것처럼 폴리머에 이산화탄소를 흡수시켰다가 방출시킬 수 있다는 의미다.
정호용 교수는 "이 연구의 장점은 높은 압력이나 극한의 온도 없이 이산화탄소의 포집과 방출을 정밀하게 제어할 수 있는 능력"이라며, "우리 테스트에 따르면 이 재료의 구조는 여러 번 사용한 후에도 동일하게 유지되므로 탄소 배출을 완화하기 위한 유망한 도구가 된다"고 설명했다.
이번 폴리머의 큰 장점은 ▲상온상압에서 제조가 가능하다는 것 ▲자연적으로 분해된다는 것이다. 분해할 경우 본래 폴리머와 동일한 물질로 만들 수 있어 진정한 의미의 순환경제가 가능하다고 한다.
플라스틱 재질은 고온고압 환경에서 분해되기 때문에 대부분 변형되어 실제로는 재활용이 쉽지 않다. 따라서, 이 연구는 이산화탄소와 임업 폐기물인 리그닌으로 재활용 가능한 폴리머를 만들었다는 데 의의가 있다.
다만 이 폴리머가 기존의 플라스틱처럼 저렴하게 제조할 수 있으려면 추가 연구와 투자가 필요할 것으로 보인다.
이 연구는 미국 농무부 국립식품농업연구소의 지원을 받았으며, 정 교수의 연구 그룹 웹사이트 를 방문하면 보다 자세한 연구를 볼 수 있다. 또한, 정호용 교수의 연락처 등은 플로리다 주립대 사이트에 공개돼 있다.