[대학人] ④ '없어서는 안 될 신소재' 활성탄소섬유 연구하는 김병주 교수

환경·에너지사업 이끌 주요 소재지만 원천기술 약해 일본 수입 의존
"탈일본을 위해 기술의 국산화 필요…차별화된 연구 해나갈 것"

[※ 편집자 주 = 학령인구 감소로 인해 지방 대학들은 존폐 위기를 맞고 있습니다. 대학들은 학과 통폐합, 산학협력, 연구 특성화 등으로 위기에 맞서고 있습니다. 위기 속에서도 지방대의 경쟁력을 높이기 위해 고군분투하는 대학 구성원들을 캠퍼스에서 종종 만나곤 합니다. 연합뉴스는 도내 대학들과 함께 훌륭한 연구와 성과를 보여준 교수와 연구자 또 학생들을 매주 한 차례씩 소개하려고 합니다.]

전주대 탄소나노신소재공학과 김병주 교수 [촬영 나보배]

(전주=연합뉴스) 나보배 기자 = "필수가전으로 자리를 잡은 공기청정기부터 3년간 매일 쓰고 다닌 마스크, 배터리 공장 순환 장치까지. 활성탄소섬유는 이미 우리 생활에 무궁무진하게 활용되고 있습니다."

전주대 탄소나노신소재공학과 연구실에서 만난 김병주 교수가 까만 활성탄이 든 유리병을 손에 들고 설명했다.

아직 대중들에게 익숙하지 않은 활성탄소섬유는 유해 물질을 거르는 여과장치, 즉 '필터'의 주요 소재 중 하나다.

숯처럼 바이오매스(나무)를 태운 물질이 활성탄소인데 이를 옷감처럼 섬유형상으로 만든 소재를 활성탄소섬유라고 한다. 다른 재질에 비해 흡착과 탈착 속도가 빨라 환경 및 에너지 산업을 이끌 최고급 신소재로 꼽힌다.

환경에 대한 중요성이 커지면서 활성탄소섬유가 주목받고 있지만 대부분을 일본에 의존하고 있다. 우리나라의 원천 기술이 약하기 때문이다.

2000년대 들어 선진국이 주도해왔던 탄소소재에 대한 관심이 높아지면서 국내에서도 탄소섬유에 대한 연구가 원사부터 복합재 제조공정까지 다방면으로 확대됐다. 하지만 활성탄소는 크게 조명받지 못했다고 김 교수는 설명했다.

수입 의존도가 높으면 여파는 클 수밖에 없다. 특히 전기차 배터리 제조 공장에서 활성탄소섬유를 이용한 배기 장치가 쓰이는데 일본의 수출 규제가 확대된다면 공장 가동이 멈출지도 모른다.

김 교수는 "이제야 막 이러한 위험성을 인지하고 활성탄소섬유에 대한 연구 투자가 시작됐다"며 "일본이 철저하게 기술 이전을 막고 있기 때문에 '탈일본'을 위해 국산화가 필요하다"고 설명했다.

전주대 탄소나노신소재공학과 김병주 교수 [촬영 나보배]

김 교수는 학위 시절 몸담았던 한국화학연구원에서 활성탄소를 연구하던 지도교수를 만난 뒤부터 20년간 활성탄소에 대한 연구를 이어오고 있다.

전북도가 2011년께 탄소밸리 구축사업에 나서면서 이 사업의 기획을 맡기도 했다.

이렇게 기업들과 함께 사업을 진행하면서 김 교수는 연구실 밖을 벗어나 연구 기술의 검증, 실용화, 사업화까지 시야를 넓히게 됐다.

그는 "보통 대학이 기초 이론을 성립한다면 연구소는 이런 기술을 이용해 핵심 성능을 검증하는 실험을 하고, 기업은 성능을 평가해 실용화한다"며 "여러 사업을 도맡아 하면서 활성탄소섬유에 관한 신기술 연구부터 기존 제품의 성능 개선까지 폭넓게 공부를 하고 있다"고 말했다.

김 교수는 제품을 테스트할 때마다 활성탄소섬유에 대한 국내의 좁은 연구환경을 실감하게 된다고 했다.

기술을 구현한 모델을 시장에서 테스트할 기업이 필요한데 국내에서 활성탄소섬유를 다루는 기업들이 모두 영세하기 때문이다. 자칫 무리하게 테스트하다간 기업이 무너져버릴 수 있다.

김 교수는 "다행히 최근에 대기업들이 활성탄소섬유에 관심을 두기 시작했다"며 "테스트 속도가 빨라지면 상용화 속도도 단축돼 활성탄소섬유 시장이 커질 것으로 기대하고 있다"고 말했다.

그러면서 "연구비가 없으면 전문 인력 양성이 힘들기 때문에 정부와 지방자치단체의 관심과 투자도 매우 중요하다"며 "중국 같은 국가들이 추격하지 않도록 종합적인 발전 방향을 모색해 국내 기업들의 경쟁력을 강화해야 한다"고 덧붙였다.

그는 지금껏 해왔던 것처럼 묵묵히 활성탄소에 대한 연구를 지속하겠다는 의지도 내비쳤다.

김 교수는 "활성탄소섬유는 6대 탄소소재 중 최고의 부가가치를 가지는 소재"라며 "성장 가능성이 매우 크기 때문에 더 차별화된 연구를 해 나가고 싶다"고 덧붙였다.

warm@yna.co.kr

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