친환경・저비용 탄소섬유복합소재 재활용 기술이전 설명회 개최(고문주 박사팀)

- 기존 매립, 고온 소각법과 달리 물을 이용한 친환경・경제적 화학적 방식 적용
- 상용화 파일롯플랜트 시연 및 기술이전 설명회 개최

 

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 전북분원(분원장 김준경) 복합소재기술연구소 탄소융합소재연구센터 고문주 박사팀은 탄소섬유복합소재*(CFRP)에서 물을 이용하여 고가의 탄소섬유를 회수하는 기술 개발에 성공했다. 이에 KIST 전북분원에서는 8월 25일(목) 14:00에 탄소섬유 관련기업들을 대상으로 기술이전 설명회를 개최한다. 

  * 탄소섬유강화플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastics)

    흑연 섬유로 만든 기재(基材)에 에폭시 수지나 불소 수지 등을 함침한 것을 적층하고, 약간 가압한 것을 가열 고화

    하여 만든다. 알루미늄보다 가볍고, 쇠보다 강한 것이 얻어진다. 우주 개발(특히 인공 위성)을 비롯하여 넓은 용도에

    사용되고 있다.

   CFRP는 강철보다 1/4가볍고 10배나 강한 탄소섬유를 이용한 복합재료로 항공・우주, 자동차, 선박, 스포츠 용품 등 산업 전반에 걸쳐 다양하게 활용되고 있으며, 2015년 세계 시장은 21조, 2020년 42조로 급성장이 예상되는 첨단 소재로서 국가과학기술전략회의가 10일 발표한 9대 국가전략 프로젝트  경량소재 분야에 포함된 미래 유망사업이다.

   이러한 CFRP는 고가의 소재이나 사용 후 폐기 및 재활용 기술은 현재까지 미비했다. 기존에는 매립이나 고온소각방식을 많이 사용하고 있으나  썩지 않는 환경적 문제로 유럽에서 매립방식은 법으로 금지되어 있으며, 고온소각방식 역시 회수되는 물질의 물성 저하 및 열처리로 인한 독성물질 배출로 환경오염의 문제점을 지니고있다.

 

   이번에 KIST가 개발한 재활용 기술은 물을 반응 용매로 하여 저렴한 첨가제를 사용한 화학적 방법으로 100℃, 10기압의 저에너지가 소요되는 혁신적 기술이다. 이 기술로 재활용할 경우 95% 이상의 탄소섬유 회수율을 보이며 회수된 탄소섬유의 물성도 우수한 강점을 가진 친환경적・경제적 기술이다. KIST는 관련 기술의 국내 탄소섬유 산업현장에서의 빠른 적용을 위하여  연간 1톤을 처리할 수 있는 규모의 파일롯 플랜트를 제작·운영하여 뛰어난 양산성 및 경제성을 보이는 것을 확인했다. 기존 고온소각법 대비 초기투자비가 1/10 수준이며, 20년간 장비의 유지보수비가 1/40 수준으로 경제성이 아주 뛰어나다. 또한 5톤 반응기 기준 연간 250톤의 CFRP를 재활용 할 수 있어 뛰어난 양산성을 확보하고 있다. 또한, 물과 저렴한 첨가제만을 사용하며, 적은 에너지를 사용하기 때문에 1,500원 내외의 비용으로 CFRP 1kg을 재활용 할 수 있는, 세계에서 가장 저렴한 재활용 방법을 실현하고 있다. 기존의 고온소각법이 CFRP를 구성하는 에폭시 수지를 태워 탄소섬유만을 재활용 하는 반쪽짜리 방법인데 반해, 고문주 박사팀이 개발한 기술은  CFRP를 구성하고 있는 탄소섬유 뿐 아니라, 분해시킨 에폭시 수지까지도 재활용 할 수 있는 완성된 재활용 방법을 구현한다는 데 의미가 있다. 이 기술은 기본적으로 에폭시 수지를 분해 할 수 있는 기술로 향후 CFRP의 재활용 뿐 아니라 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 시작하였으며, 뛰어난 경제성 및 친환경성을 가진 재활용 방법으로, 즉시 산업화가 가능하므로 국내 탄소 산업계에 이전되어 활용되기를 바란다. 향후 이를 바탕으로 중국, 미국, 유럽 등 복합소재시장이 규모가 큰 해외시장에도 진출할 계획이라고” 밝혔다.

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