한국과학기술원(KIST)은 오는 25일 KIST 전북분원에서 탄소 섬유 관련 기업들을 대상으로 기술이전 설명회를 개최한다고 밝혔다.

이번 설명회에서는 물을 이용해 탄소섬유복합소재인 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)에서 고가의 탄소섬유를 회수하는 기술이 소개된다. KIST 전북분원 복합소재기술연구소 탄소융합소재연구센터 고문주 박사팀이 개발에 성공한 기술이다.

CFRP는 강철보다 4분의 1 가볍고 10배 강한 탄소섬유를 이용한 복합재료로, 항공?우주, 자동차, 선박, 스포츠 용품 등 산업 전반에 걸쳐 다양하게 활용된다. 시장규모도 2015년 21조에서 2020년 42조로 급성장할 것으로 예상된다.

CFRP는 사용 후 폐기 및 재활용 기술이 부족한 한계가 있다. 기존에는 매립이나 고온소각방식을 많이 사용했다. 하지만 CFRP는 썩지 않기 때문에 유럽에서는 매립방식을 금지하고 있다. 또 소각방식은 회수되는 탄소섬유의 물성이 떨어질 뿐만 아니라 독성물질이 배출되는 문제가 있다.

고 박사팀은 친환경적?경제적인 CFRP 재활용 기술을 개발했다. 물과 저렴한 첨가제를 사용해 100℃, 10기압의 저에너지 상태에서 탄소섬유를 회수하는 기술이다. 적은 에너지를 사용하기 때문에 1500원 내외의 비용으로 CFRP 1kg을 재활용 할 수 있다. 또 95% 이상의 탄소섬유를 회수할 수 있으며, 회수된 탄소섬유도 원 탄소섬유 강도의 85% 이상을 유지하는 등 물성도 우수한 강점이 있다.

KIST는 개발된 기술로 연간 1톤을 처리할 수 있는 규모의 파일럿 플랜트를 제작·운영해, 양산성과 경제성을 확인했다고 밝혔다. KIST는 “기존 고온소각법 대비 초기투자비는 10분의 1 수준, 20년간 장비의 유지보수비는 40분의 1 수준으로 경제성이 아주 뛰어나다”고 설명했다. KIST는 “5톤 반응기 기준 연간 250톤의 CFRP를 재활용 할 수 있어 뛰어난 양산성을 확보하고 있다”고 덧붙였다.

이번에 개발된 기술은 CFRP를 구성하는 에폭시 수지를 활용할 수 있는 가능성도 높였다. 지존 고온소각법은 CFRP를 구성하는 에폭시 수지를 태워 탄소섬유만을 재활용한다. 하지만 고 박사팀이 개발한 기술을 이용하면 에폭시 수지까지도 분해·재활용 할 수 있다. 향후 에폭시 수지를 사용하는 도료, 전자부품의 기판 등 다양한 산업분야에 응용이 가능할 것으로 전망된다.

고문주 박사는 “고가의 탄소섬유가 잘 활용되지 않고 버려지고 있는데 문제의식을 느껴 연구를 시작했다”며 “이번에 개발한 기술은 뛰어난 경제성 및 친환경성을 가진 재활용 방법으로 즉시 산업화가 가능하므로 국내 탄소 산업계에 이전되어 활용되기를 바란다”고 밝혔다.

이번 기술설명회에서는 1톤 규모의 파일럿 플랜트 처리공정 시연 및 기술 설명, 기술이전 계약절차 등을 소개할 예정이며, 동 기술의 사업화를 원하는 기업들에게 기술을 이전할 계획이다.

[테크M = 도강호 기자(gangdogi@techm.kr)]