탄소를 흡수할 수 있는 친환경 콘크리트가 개발됐다.
미국 워싱턴주립대학 토목·환경공학과 스 시엔밍 박사연구팀은 콘크리트 산업의 탄소배출량을 대폭 줄일 수 있도록 바이오숯을 활용해 이산화탄소(CO₂)를 흡수할 수 있는 친환경 콘크리트를 개발했다고 발표했다.
전세계에서 생산되는 콘크리트는 연간 40억톤(t)에 달한다. 콘크리트 재료인 시멘트를 생산하려면 엄청난 양의 탄소가 배출되는데, 이는 전체 CO₂ 배출량의 약 8%에 달한다.
이에 시멘트 제조과정에서 이산화탄소를 줄이기 위해 다양한 방법들이 연구돼 왔지만 그동안 개발됐던 친환경 시멘트로 콘크리트를 만들면 강도가 떨어지는 문제가 있었다.
이에 연구팀은 콘크리트를 씻어낸 강한 알칼리성 폐수로 바이오숯을 처리해 최대 30%까지 시멘트에 첨가했다. 바이오숯의 양을 늘렸지만 콘크리트 양생 28일 뒤 강도는 1평방인치당 4000파운드에 달하는 일반 시멘트와 비슷한 것으로 나타났다.
연구팀은 콘크리트 잔류물이나 장비를 씻어낸 물이 부식성이 강해 처리하기 까다로운 폐수지만, 이를 칼슘원으로 재활용해 탄산칼슘으로 된 방해석(方解石) 형성을 유도함으로써 콘크리트가 바이오숯을 결합하게 했다.
연구팀은 "칼슘을 다량 함유한 고 알칼리 폐수와 바이오숯의 다공질 구조간 시너지로 탄산칼슘이 바이오숯에 흡수돼 강도를 높이고, 대기 중 CO₂을 흡수하게 만든다"고 설명했다.
스 교수는 "다른 연구팀은 바이오숯으로 시멘트를 대체하는 양이 최대 3%에 그쳤지만 우리는 바이오숯 표면을 다루는 법을 알아내 이를 대폭 늘릴 수 있다는 점을 입증했다"고 했다.
연구팀은 이 물질로 만든 콘크리트는 도로에서 30년, 교량에서 75년에 달하는 수명동안 CO₂를 격리할 것이라고 했다.
연구팀은 현재 관련 기술에 대한 지적재산권 보호를 위해 임시특허를 출원했으며, 규모를 키워 현장실험을 진행하기 위해 건설 분야 제휴사를 물색중이라고 밝혔다.
이번 연구결과는 재료공학 학술지 '머티리얼스 레터스'(Materials Letters)에 게재됐다.
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