[MK히든챔피언] 탄소 잡는 초미세거품…제철·발전소 큰 관심

탄소경제 기술 기업 화우나노텍
100㎚ 크기 나노버블 기술
세계 최초로 상용화 성공
이산화탄소 대량 용해 가능
금속 폐기물 오염물질 제거
콘크리트 강도 강화 효과도

◆ MK 히든챔피언 ◆

화우나노텍은 물속에 초미세 거품(나노버블)을 만들어 상용화하는 기술을 보유한 세계 유일의 회사다.

나노버블 같은 물속에 들어 있는 거품은 주변 물질을 끌어당기는 힘을 갖고 있다. 같은 부피의 물이라면 큰 거품 한 개가 들어 있을 때보다 작은 거품이 여러 개 들어 있을 때 더 많은 기체를 녹여서 흡수할 수 있다. 거품 직경이 작을수록 표면적이 커지고 전하의 세기가 강해져 다른 물질이 쉽게 달라붙기 때문이다.

화우나노텍의 특허 기술을 활용해 만든 나노버블은 직경이 100~300나노미터(㎚·1㎚는 10억분의 1m)에 불과하다. 나노버블은 물 1㏄에 2억~6억개, 온도 같은 조건에 따라 최대 46억개 존재할 수 있다. 이뿐만 아니라 일반적인 거품과 달리 물속에서 쉽게 사라지지 않는다. 외부 충격 없이 잘 보존하면 나노버블이 약 6개월까지 존재한다는 게 회사 측 설명이다.

화우나노텍이 개발한 특허 기술은 물을 마찰시킬 경우 나노버블이 생성되는 원리를 이용했다. 화우나노텍은 튜브 내부에 특수하게 설계한 지느러미(핀)를 설치했다. 물이 튜브 속을 통과하면 물과 지느러미가 지속적으로 마찰하면서 나노버블이 생긴다.

유영호 화우나노텍 대표(사진)는 "에너지를 적게 쓰면서 최대한 많은 나노버블을 만들어내는 기술이 핵심"이라며 "세계 최초로 나노버블을 상용화하는 데 성공했다"고 말했다. 30년 넘게 연구했던 일본 기업들도 모두 상용화하는 데 실패한 바 있다. 화우나노텍의 기술은 한국은 물론 미국·일본·중국·유럽연합(EU) 등 세계 30여 개국에서 특허를 받았다.

나노버블이 들어 있는 물은 다양한 기체를 빠른 시간 안에 대량으로 용해시켜 '탄소 포집·저장(CCS)' 산업에 널리 활용될 수 있다. 유 대표는 "지금까지 다양한 이산화탄소 포집 기술이 나왔지만 포집한 이산화탄소를 안정적으로 보관할 방법이 마땅치 않았다"며 "화우나노텍 기술이 큰 관심을 끄는 이유"라고 설명했다.

큰 관심을 보이고 있는 곳은 이산화탄소를 다량으로 배출하는 제철 업계다. 철을 제련하는 과정에서 오염 물질인 이산화황이 다량으로 발생한다. 제철 업계는 이산화황을 제거하기 위해 탄산수소나트륨을 사용한다. 탄산수소나트륨과 이산화황을 반응시키면 이산화황은 사라지지만 그 대신 망초(Na2SO4)라는 폐기물이 나온다. 현재 망초를 환경 영향 없이 처리할 마땅한 방법은 없다. 하지만 망초를 암모니아, 이산화탄소가 포함된 물과 섞으면 탄산수소나트륨이 발생한다.

유 대표는 "현재 제철소들은 t당 70만원인 탄산수소나트륨을 중국에서 전량 수입하고 있다"며 "나노버블이 섞인 물을 활용하면 이산화황, 망초 같은 오염 물질을 제거하고 탄산수소나트륨 수입을 대체하는 효과까지 얻을 수 있다"고 설명했다.

이산화탄소가 녹아 있는 물은 이외에도 다양한 분야에 활용할 수 있다. 전기차 폐배터리를 처리하는 과정에서 나오는 오염 물질과 반응시켜 베이킹소다를 생산할 수 있고, 철강이나 알루미늄 제조 시 발생하는 강알칼리성 폐기물을 중화시킬 수 있다.

화우나노텍은 지난해 국내 한 대학과 공동 실험을 통해 이산화탄소가 포함된 물을 시멘트와 섞어 콘크리트를 만들면 양생 기간이 단축되고 강도가 24% 이상 높아진다는 것을 확인했다. 또 나노버블이 들어 있는 물을 벙커C유와 섞어 매연을 저감하거나 공장에 설치된 냉각탑에 활용해 전기료를 절감하는 방법에 대한 실험을 진행하고 있다.

[김동은 기자]