“폐기물에서 친환경 소재로” 철강 산업 탄소 중립 해법 제시

영남대 석사과정 안효주씨, 폐플라스틱을 철강 공정 탄소재로 활용해 연구 성과

안효주 씨. 영남대 제공

영남대는 대학원 신소재공학과 석사과정에 재학 중인 안효주 씨가 버려지는 폐플라스틱을 철강 제조 공정에 활용 가능한 친환경 소재로 전환하는 연구 성과로 학계와 산업계로부터 주목받고 있다고 14일 밝혔다.

안 씨의 연구는 단순 폐기물로 인식되던 플라스틱을 산업 공정에 재투입할 수 있는 자원으로 전환할 수 있는 가능성을 제시했다는 점에서 의미를 크다.

안 씨는 철강 제조 공정에서 사용되는 탄소계 재료의 일부를 폐플라스틱 기반 재료로 대체할 수 있는지에 초점을 맞춰 연구했다. 철을 만드는 과정에서는 불순물을 모아 제거하는 슬래그(Slag)가 형성되는데 슬래그가 적절히 부풀어 오르는 거동은 작업 안정성과 에너지 효율 측면에서 중요한 요소로 알려져 있다.

안 씨는 공정 중 반응이 어떻게 진행되는지를 직접 관찰하고 시간에 따른 변화를 정량적으로 분석했으며 반응 종료 후에는 재료 내부에 형성된 기공 구조를 분석해 폐플라스틱 기반 재료 적용 시 기존 재료와의 차이를 확인했다.

연구의 가장 큰 특징은 단순 ‘재활용’ 수준을 넘어 실제 철강 제조 공정과 직접적으로 연결된 문제를 다뤘다는 점이다.

최근 철강산업은 탄소중립 전환과 산업 경쟁력 확보라는 이중 과제를 안고 있는 가운데 안 씨의 연구는 환경 부담 저감과 공정 적용 가능성을 동시에 검토했다. 또 실험 과정에서 나타나는 변화를 직접 관찰하고 결과를 정량적으로 분석해 연구의 신뢰도를 높였으며 산업 현장에서 활용 가능한 기초 데이터를 확보했다는 점에서도 높은 평가를 받았다.

산업계 파급효과 측면에서도 의미가 크다. 코로나19 이후 배달·택배 증가 등으로 폐기물이 급증하는 상황에서 폐플라스틱을 철강 공정의 소재로 전환하는 접근은 자원순환 관점의 해법이 될 수 있다. 나아가 철강 공정에서 널리 쓰이는 탄소계 재료의 일부를 대체할 수 있다면 산업 현장의 환경 부담 저감과 저탄소 공정 전환 논의에도 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

안 씨는 “이론을 넘어 실제 산업 현장과 연결되는 연구를 수행할 수 있었던 점이 가장 뜻 깊었다. 실제 현업에 계신 현대제철 측 멘토의 조언이 연구의 방향을 잡는데 큰 도움이 됐다”면서 “연구 결과뿐 아니라 그것이 현장에서 어떤 의미를 갖는지 고민하는 과정에서 시야가 넓어졌고 앞으로도 산업 현장에 실질적으로 기여할 수 있는 연구를 이어가고 싶다”고 말했다.

지도교수인 신소재공학부 박노근 교수는 “철강산업은 자동차·조선·기계·건설 등 제조업 전반을 지탱하는 기반 산업으로 철강의 경쟁력은 국가 제조업 전체의 경쟁력과도 연결된다”면서 “이번 연구는 폐플라스틱을 철강 공정에 재활용할 수 있는 가능성을 탐색하고 산업 현장 적용을 고려했다는 점에서 교육적·산업적 가치가 모두 높은 성과”라고 평가했다.

안 씨의 이번 연구 성과는 지난 2월 포항 라한호텔에서 열린 ‘친환경 금속소재산업 전문인력양성사업 총괄 성과교류회’에서 최우수상을 수상했다.

한국철강협회가 주관하고 산업통상부가 지원하는 이 사업은 철강 및 비철금속 산업의 탄소중립 실현을 위한 전문 인력 양성을 목표로 하며 영남대, 고려대, 연세대, 한양대, 부산대 등 선발 과정을 거친 대학이 이 사업에 참여하고 있다.

성과교류회에는 포스코, 현대제철, 동국제강, 세아제강, 고려제강 등 주요 철강기업 전문가들이 평가위원으로 참여했으며 산학협력 프로젝트의 연구성과와 산업적 파급력을 종합적으로 평가해 우수 성과자를 선정했다.

경산=김재산 기자 jskimkb@kmib.co.kr

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