탄소 폐기물로 고부가화합물 전환…이달의 과학기술인상에 권일한

9월 이달의 과학기술인상에 선정된 권일한 한양대 교수. 과학기술정보통신부 제공

폐기물 내 탄소를 고부가가치 화합물로 전환하는 원천기술을 개발한 권일한 한양대 자원환경공학과 교수가 9월 ‘이달의 과학기술인상’ 수상자로 선정됐다.

이달의 과학기술인상은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정해 과학기술정보통신부 장관상과 상금 1000만원을 수여하는 시상이다.

폐기물은 유용 자원으로 잠재력이 크지만, 조성이 복잡하고 많은 불순물을 포함하고 있어 자원화 과정이 까다롭다. 열화학 공정을 이용하는 기존의 폐기물 에너지화는 폐기물 내 특정 성분만을 추출하여 사용하기 때문에 많은 양의 부산물과 이산화탄소가 발생한다. 이를 처리하는 추가 공정이 필요하며, 그 과정에서 탄소 손실이 발생하는 한계가 있었다.

권 교수는 열화학 공정 중 발행한 이산화탄소를 공정 내 반응 원료이자 반응 매개체로 활용해 추가적인 탄소원을 확보했다. 폐기물에서 다양한 종류의 유용 자원을 회수하는 새로운 방안을 제시했다. 이 기술을 기반으로 원료의 전처리 과정이 필요 없는 바이오연료 생산 공정도 개발했다. 

이산화탄소 활용 폐기물 자원화 과정을 나타낸 그림. 과기정통부 제공

권 교수가 개발한 바이오 연료 생산 공정은 다공성물질과 열에 의해 반응이 진행돼 기존에 사용되던 강산‧강염기 촉매가 불필요하다. 기존 기술은 원료에서 특정 성분만 추출해 사용하지만 새로운 기술은 모든 성분을 활용해 전체 공정 효율이 향상됐다. 더불어 기존 기술의 성분 추출 단계에서 소비되던 에너지와 부원료의 양을 줄여 경제성도 높였다. 

이 기술은 화학 및 에너지 산업의 기반시설 변형을 최소화해 산업 전반에 적용이 가능할 전망이다. 관련 연구 결과는 국제학술지 ‘ACS 지속가능한 화학&공학’에 2021년 9월 게재됐다.

이 밖에도 권 교수는 조리과정에서 발생하는 유해물질인 조리흄을 나노 그램 단위까지 정량‧정성 분석할 수 있는 기술을 확보해 조리사업장 작업환경측정 기준 선정의 근거도 마련한 바 있다.
  
권 교수는 “이번 연구는 폐기물을 연료로 활용하여 탄소의 손실을 줄이고 탄소 활용도를 극대화하는 방안을 제시한다는 점에서 의의가 있다”라며 “환경공학자로서 관련 지식과 판단력을 바탕으로 앞으로 환경 보전과 환경관련 현안 해결에 이바지할 수 있기를 기대한다”고 말했다.

[박정연 기자 hesse@donga.com]