온실 가스의 주범으로 환경을 파괴하는 물질로 알려져 있는 이산화탄소(CO2). 최근 이산화탄소를 자원으로 활용해 에너지나 제품으로 만드는 기술이 등장해 주목받고 있습니다. 오늘은 새로운 이산화탄소 저감방법으로 떠오른 자원화 기술을 살펴보도록 하겠습니다. ◆이산화탄소 포집·저장(CCS) 기술 2004년 캐나다 서스캐처원주에서 세계 최초로 상업적 규모의 이산화탄소 포집 저장(Carbon Capture and Storage·CCS) 시설인 바운더리 댐(Boundary Dam)이 가동되었는데요. 이 댐이 제대로 기능을 발휘한다면 해마다 25만대의 자동차가 도로에서 사라지는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다고 합니다. 2017년 국제에너지기구의 에너지 기술 전망 보고서에 제시된 ‘2도 시나리오’에서는 CCS 기술이 2060년까지 이산화탄소 누적 배출 감축에 14% 정도 기여할 것으로 예측했는데요. 이에 앞으로 석유화학과 시멘트 등의 공정 과정에서 배출되는 이산화탄소를 감축할 수 있는 대안이 될 것으로 기대되고 있습니다. ◆국내 CCS 기술 국내에서는 한국이산화탄소포집및처리연구개발센터(KCRC·Korea Carbon Capture & Sequestration)에서 CCS 기술을 연구하고 있는데요. 포집 방법에 따라 습식과 건식, 분리막 방법이 있습니다. -습식 포집 방법: 이산화탄소를 흡수하는 액체 물질을 사용하는 것으로, 흡수 속도가 빠르고 과거부터 이용해오던 방식으로 가장 많이 활용되고 있습니다. 다만 에너지 손실이나 다량의 폐수가 발생할 수 있다는 문제가 있습니다. -건식 포집 방법: 이산화탄소 흡수에 고체 물질을 쓰는 것으로, 습식에 비해 흡수 속도가 느린 반면 에너지 손실이나 폐수 발생, 부식성의 위험도가 낮고 적용 범위가 넓습니다. -분리막 포집 방법: 이산화탄소를 흡수하는 필름 형태의 막을 사용하는 것으로, 설비 규모가 작고 오염물질 발생이 적지만 기술개발 단계에 있는 방식이라 포집에 대한 성능 검증이 미비합니다. KCRC는 다양한 연구와 기술개발을 통해 세계적 수준의 습식 포집 기술과 건식 포집 공정 및 혁신 흡수제를 개발했으며, 이 기술은 2016년 기후변화 대응 기술혁신 ‘베스트 오브 베스트(Best of Best) 10’에 선정되기도 했습니다. ◆이산화탄소 흡수 및 제거 기술 -이산화탄소 흡수하는 시멘트 벽돌 솔리디아는 지난 4월 이산화탄소를 흡수하는 시멘트 벽돌을 내놓았는데요. 솔리디아 콘크리트 제품은 기존의 시멘트보다 석회석을 적게 쓰고 물 대신 이산화탄소를 주입해 굳힌 것입니다. 이 벽돌을 생산화는 과정에서 이산화탄소의 배출을 30%(245㎏) 저감했으며, 시멘트를 굳힐 때 이용된 이산화탄소는 1t당 240㎏으로 시멘트와 콘크리트의 ‘탄소 발자국’을 기존 대비 최대 70%를 줄일 수 있습니다. 이 기술이 세계적으로 적용되면 유해물질 배출량을 전체의 4%까지 저감할 수 있을 것이라고 합니다. -이산화탄소를 제거하는 미생물 과학기술 전문 매체인 사이언스 데일리는 최근 미국 워싱턴대 연구진이 금속 산화물 같은 전도성 물질로부터 전자를 받아서 이산화탄소를 줄일 수 있는 미생물을 연구하고 있다고 발표했습니다. 로도슈도모나스 팔루스트리스(R.palustris)라 불리는 이 박테리아는 밝은 빛에서는 철로부터 전자를 뺏지만, 어두우면 철에 전자를 돌려주는 특성이 있는데요, 이를 활용해 낮에는 방전을 하고 밤에는 충전하는 천연 배터리를 제작할 수 있습니다. 연구진은 이 박테리아가 탄소 고정(대기 중 탄소가 유기물질로 전환되는 과정)을 통해 이산화탄소를 제거할 수 있고, 금속 내 독성도 현저하게 줄일 수 있다는 점을 발견했습니다. 이를 활용해 대기 중 이산화탄소 포집도 할 수 있을 것으로 내다보고 있습니다. 최근에는 기업이나 연구진뿐 아니라 개인도 생활에서 탄소 배출을 줄이기 위해 다양한 노력을 하고 있습니다. 자가용 대신 대중교통이나 자전거를 이용하거나 가능한 1회용품을 사용하지 않는 한편 에너지 효율이 높은 가전제품을 쓰는 등 탄소 배출 저감을 위한 다양한 실천방법이 있죠. 생활에서 실천할 수 있는 간단한 탄소 저감 방법, 여러분도 오늘부터 실천해보는 것은 어떨까요? 한화케미칼 블로거 *이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

도로나 교량, 건축물에 이상이 생겼을 때 스스로 치유해서 재난을 미리 방지하고, 스마트폰이나 전자제품이 파손됐을 때 알아서 다시 원상복구된다면 어떨까요? SF(공상과학) 영화 속에서나 나올 법한 이야기가 이제 머지않아 현실로 다가올 수도 있을 것 같습니다. 바로 자율적으로 수명을 제어하는 화학소재에 대한 연구와 개발이 적극 이뤄지고 있기 때문입니다. 자율적으로 수명을 제어하는 화학 소재는 한국과학기술기획평가원(KISTEP)에서 발표한 ‘2019년 10대 미래 유망기술’ 중 하나이기도 한데요. 국내뿐 아니라 전 세계적으로도 관심을 모으고 있는 자가치유 화학 신소재에 대해 알아보도록 하겠습니다. ◆자가치유(self-healing) 소재란? 자가치유 소재란 말 그대로 스스로 치유하는 소재를 의미하는데요. 인체에 상처가 생겨도 시간이 지나면 저절로 치유되듯, 금속이나 플라스틱으로 이뤄진 물질에 자가치유 기술을 삽입해 손상되거나 망가져도 스스로 복구할 수 있도록 하는 고분자 신소재입니다. 자가치유 소재에 대한 연구는 꾸준히 진행돼 왔었는데요, 치유 과정이나 치유 후 발생하는 문제점이 하나씩 밝혀지면서 점점 더 기술은 고도화되고 기존의 한계를 극복하는 시도가 계속되고 있습니다. ◆자가치유 고강도 신소재에 대한 연구 2000년대 초반 미국 일리노이대의 베크만 연구소는 개환형 가교 반응을 할 수 있는 ‘다이사이클로펜타다이엔’(dicyclopentadiene)이 함유된 마이크로 캡슐을 개발했는데요, 마이크로 캡슐이 함유된 고분자 매트릭스가 손상되면 내장된 마이크로 캡슐이 깨지면서 다이사이클로펜타다이엔이 파단면으로 흘러나오게 되고, 가교 반응으로 고체화되어 끊긴 면을 수복하는 자가치유 방식을 소개한 바 있습니다. 다만 긴 치유 시간과 치유 매체의 제한적인 양, 촉매의 불안정성, 계면 이질성, 그리고 한번 처치된 부분은 다시 치유되기 어렵다는 단점이 있었습니다. ◆자가치유 고분자와 지능형 소재기술의 결합 앞서 소개한 것처럼 2000년대 초반의 자가치유 기술은 반복적인 치유가 어려웠습니다. 절단 및 손실된 부분에 대한 치유, 그리고 손상 및 치유에 대한 감지 필요성 등과 같은 문제점을 지니고 있었습니다. 이를 극복하기 위해 지능형 소재기술, 즉 ‘형상기억’, ‘자가집합 상분리’, ‘손상감지’ 기술이 병합된 지능형 자가치유 고분자 기술이 개발되고 있습니다. ◆자가치유 문제점 극복을 위한 지능형 고분자 -형상기억 고분자 형상기억 고분자란 변형이나 손상이 발생했을 때 일정 자극을 다시 주게 되면 원래의 형태를 되찾을 수 있는 지능형 고분자로, 이 원리를 이용해 스크래치(생채기)나 찌그러진 자동차 부위가 스스로 원래 모습으로 돌아갈 수 있도록 할 수 있습니다. -자가집합 상분리형 고분자 자가치유 고분자는 치유 특성상 고무 물성으로 기계적 강도가 약해 구조 재료로서 사용이 어렵다는 단점이 있었는데요. 뛰어난 기계적 물성으로 반복적으로 치유할 수 있는 열가소성 자가치유 탄성체(thermoplastic self-healing elastomer)에 대한 연구·개발(R&D)이 이뤄지고 있습니다. -손상감지형 고분자 손상감지형 고분자는 손상 부위와 정도를 감지해 상황에 맞는 적절한 처치를 스스로 할 수 있는데요. 재료의 수명을 확인하고 안정적으로 제품을 쓸 수 있도록 하는 역할을 합니다. 손상감지 방법으로는 초음파나 압전 재료, 광섬유, 외부 자극에 의해 기계 화학적으로 활성화되는 화학반응 등을 이용한 것 등이 있습니다. ◆자가치유 신소재의 미래 지난 6월 한국과학기술연구원(KIST)은 손상되거나 완전히 절단되더라도 그 이전과 똑같은 모습으로 원상복구 하는, 스스로 회복되고 접합되는 자가치유 신소재를 개발했다고 발표한 바 있는데요. 자가치유 신기술은 앞으로 더욱 발전해 도로와 다리, 건축물, 선박, 자동차, 전자·전기제품, 의료기기 등 다양한 분야에 적용돼 생활 속 안전을 지켜주고 유지보수 비용을 절감해줄 수 있습니다. 또한 파손이나 손상에 의한 제품의 쓰레기 배출도 줄어들 수 있습니다. 새로운 화학 기술이 우리의 생활에 어떤 변화를 가져다줄지 기대가 됩니다. 한화케미칼 블로거 *이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

여름 휴가철에는 해양 레저 열풍이 뜨겁습니다. 그 중에서도 가장 ’핫’한 해양 액티비티는 바로 서핑입니다. 특히 일과 여가생활의 균형을 중요하게 여기는 ’워라밸’((Work and Life Balance)의 영향에 따라 주말이 되면 서핑을 즐기기 위해 바다를 찾는 이들이 늘고 있습니다. 이제 서핑은 계절에 관계없이 즐기는 사계절 스포츠입니다. 서핑을 즐길 때 보드(사진)는 가장 중요한 장비인데요, 디자인만 보고 골라서는 안됩니다. 본인의 몸무게와 키, 실력을 고려해 골라야 합니다. 무엇보다 소재가 가장 중요한데요, 서퍼의 안전과 실력을 책임지기 때문이지요. 서프보드는 크게 폴리우레탄(PU) 보드와 에폭시(Epoxy) 보드로 나뉘는데요. 소재에 따라 어떤 차이가 있는지 알아보도록 하겠습니다. ◆서핑 필수품 서프보드(Surfboard)란? 서프보드는 파도타기에 사용됩니다. 초창기에는 나무를 깎아 만든 보드(사진)가 미국 하와이에서 개발됐습니다. 이후 보드 제작기술이 발전해 나무에서 합성수지와 유리섬유로 소재가 변화했고, 1950년대 후반에는 가볍고 내구성이 우수한 폴리우레탄 소재가 대중화되었습니다. 또한 에폭시와 EPS(Expanded Poly-Styrene·발포 스티로폼), 카본 파이버(탄소 섬유) 등 다양한 소재들이 개발되고 있습니다. ◆폴리우레탄 보드 폴리우레탄 보드는 가장 전통적인 형태인데요, 폴리우레탄 폼(FOAM)에 폴리에스테르 수지(레진)와 유리섬유 직물을 써 제작합니다. 폴리우레탄 보드는 유연성이 좋아 다양한 종류의 파도에서 라이딩이 수월하다는 장점이 있습니다. 단 부력이 상대적으로 약하고, 외부 충격에 약할 뿐만 아니라 시간이 지나면서 변색한다는 단점이 있습니다. 그럼에도 장점 때문에 아직도 많은 서퍼의 선택을 받고 있습니다. ◆에폭시 보드 에폭시 보드는 EPS 폼에 에폭시 수지, 유리섬유 직물을 이용해 제작하는데요. EPS 폼은 폴리우레탄 폼보다 가볍고, 에폭시 수지는 폴리에스테르 수지보다 충격에 강하다는 장점이 있습니다. 하지만 유연성이 상대적으로 떨어져 다양한 종류의 파도에서 컨트롤이 어렵다는 단점이 있습니다. 단단함과 더 센 부력, 가벼운 무게 덕분에 EPS 보드는 초보자들에게 장점이 부각됩니다. ◆EPS 보드 EPS는 발포 스티로폼인데요, 이 발포 스티로폼을 에폭시 수지로 라미네이트(laminate) 하면 가볍고 강도가 높은 보드가 만들어집니다. 에폭시 보드와 달리 모양을 자유자재로 성형할 수 있으며, 폴리우레탄 보드보다 강도가 우수해 충격에 강합니다. 다만 EPS 보드는 열에 취약한데요. 60도 이상에 노출되면 보드가 팽창하거나 변형돼 특히 여름철 보관 시 주의가 필요합니다. ◆카본 파이버(Carbon Fiber) 보드 카본 파이버 보드는 초경량 소재인 카본 파이버와 폼 복합물의 조합을 에폭시 수지로 굳혀서 만드는데요. 보드 속이 비어있는 구조로 매우 가벼운 것이 특징입니다. 자연스러운 부력을 이용해 보드 컨트롤이 용이하며, 파도의 충격도 잘 흡수합니다. 하지만 만약 보드가 바다에서 파손되면 그 안에 물이 들어가 부력을 잃어버릴 수 있으므로, 주의가 필요합니다. 위에서 소개한 보드 외에도 EPS 폼과 폴리카보네이트로 만든 투명 보드, 복고풍 레트로 감성을 자극하는 카본 파이버와 우드 소재로 만든 보드 등 다양한 소재를 결합한 서프보드들이 다양한 취향을 지닌 서퍼들을 유혹하고 있습니다. 한화케미칼 블로거 *이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

여름이면 음식이 상하기 쉬워 냉장 보관이 필수죠. 하지만 마트에 가면 유제품이나 음료 등이 상온에서 판매되고 있는 걸 볼 수 있는데요, 바로 ‘멸균 포장 팩’에 그 비밀이 숨겨져 있습니다. ’테트라 팩’(Tetra Pak)이라 불리는 이 종이 팩은 유리병과 플라스틱병을 대체하는 소재로, 친환경적인 생산과 유통과정, 그리고 재활용까지 할 수 있어 환경을 생각하는 포장재로 더욱 주목받고 있습니다. 오늘은 화학기술이 만들어낸 테트라 팩의 탄생부터 플라스틱 코팅 기술까지 자세히 알아보도록 하겠습니다. ◆멸균 포장 테트라 팩의 탄생 테트라 팩은 1951년 스웨덴의 에릭 발렌베르크발렌베르크(Erik Wallenberg)와 루벤 라우싱(Ruben Rausing) 박사가 처음 개발했습니다. 1940년대 당시 우유는 병에 담겨 팔렸는데, 유리병은 제작비와 유통비가 많이 들고, 당시 2차 세계대전의 영향으로 원자재가 부족해 새 포장재의 개발이 절실했습니다. 라우싱 박사는 7년간의 연구 끝에 삼각뿔의 형태를 지닌 4면체의 ‘테트라 팩 클래식’ 개발에 성공했습니다. 테트라 팩은 소시지를 만드는 방법에서 착안하였는데요, 종이를 긴 튜브 형태로 만들고 그 안에 내용물을 흘려보내는 동시에 양끝을 직각 모양으로 잘라줍니다. 현재 잘 알고 있는 삼각뿔 형태의 테트라 팩이 바로 이것이죠. 여기서 ‘테트라’(Tetra)는 숫자 4를 의미하며, 최초의 종이 팩이 4면체이기 때문에 테트라팩이란 명칭이 붙었습니다. ◆테트라 팩, 플라스틱 코팅 기술 마트에 가면 우유가 담긴 종이 팩을 쉽게 볼 수 있습니다. 종이에 담겨 있지만 액체가 밖으로 새지 않는 이유는 바로 폴리에틸렌(Poly Ethylene)을 이용한 코팅 기술에 있습니다. 안의 내용물이 새는 것을 막고 열과 균이 침투하지 못하도록 알루미늄을 얇게 씌운 뒤 폴리에틸렌으로 코팅해 내구성을 높이는 방식입니다. 폴리에틸렌을 이용한 플라스틱 코팅 종이 개발을 통해 흡수가 되지 않으면서도 무취·무미하며 인쇄도 할 수 있는 단단한 종이가 탄생한 것인데요. 여기에 진공 패키지 시스템으로 유통기한을 늘려 멀리 있는 지역에도 우유를 배송할 수 있게 되었습니다. ◆테트라 팩의 장점 테트라 팩은 종이 75%, 폴리에틸렌 20%, 알루미늄 호일 5%로 만들어지는데요, 종이가 주재료이기 때문에 무게가 가볍습니다. 유리병 우유는 전체 무게 중 포장재가 차지하는 비중이 40%이지만, 테트라 팩은 5%에 불과합니다. 테트라 팩 우유는 제작비와 유통비용을 줄이고, 탄소 배출량도 줄여주었습니다. ◆물이 새지 않는 종이 기술, 폴리에틸렌 폴리에틸렌(사진)은 우수한 물성과 환경 안정성까지 지닌 고분자 재료로, 실생활에서 포장 용기와 필름 등의 원료로 사용되고 있습니다. 폴리에틸렌은 밀도에 따라 LDPE(Low Density Polyethylene)와 HDPE(High Density Polyethylene)로 나눌 수 있는데요. 포장재와 건축자재, 전선 절연재, 장난감 등 산업 전반에 걸쳐 널리 쓰이고 있습니다. 그 중 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 1973년 한화케미칼이 국내 최초로 생산한 화학 소재로, 가공성과 유연성이 우수해 농·공업 포장용 투명 필름과 코팅 등 다양한 분야의 원료로 이용되고 있습니다. ◆테트라 팩과 친환경 테트라 팩의 멸균 및 밀봉 기술 덕분에 유통기한이 늘어나 꼭 냉장 보관을 하지 않아도 된 것은 결과적으로 이산화탄소 배출을 감소시키는 효과를 가져왔습니다. 또한 테트라 팩은 100% 재활용할 수 있는 친환경 포장재로 각광받고 있는데요. 특히 친환경 인증의 종결자라고 불리는 ‘가공·유통 FSC(Forest Stewardship Council™)’ 인증을 받아 테트라 팩 제품을 사는 것은 곧 나무를 심는 효과를 가져온다고 볼 수 있습니다. 지금은 우유뿐만 아니라 두유, 주스, 코코넛워터, 그리고 종이 팩 소주까지 나와 가볍게 어디든 휴대하여 마실 수 있게 되었는데요. 안전하고 편리하게, 그러면서도 지구 환경까지 생각한 테트라 팩 안에는 우리가 몰랐던 석유화학 기술이 숨겨져 있었다는 점, 기억하세요! 한화케미칼 블로거 *이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

흔히 플라스틱 하면 페트병이나 장난감, 주방용품 등을 떠올리기 쉽죠. 이 같은 생활용품뿐만 아니라 전자제품과 자동차, 전기 부품으로도 사용되는 플라스틱이 있습니다. 특히 전자제품과 자동차에는 열에 좀더 잘 견딜 수 있는 엔지니어링 플라스틱(사진)이 쓰입니다. 엔지니어링 플라스틱은 용도와 종류에 따라 범용과, 슈퍼, 탄소섬유강화 등으로 구분할 수 있는데요. 최근 전 세계의 친환경 이슈 및 자동차 경량화 추세에 따라 무게는 더 가볍지만 강도는 더 강한 엔지니어링 플라스틱이 주목받고 있습니다. 오늘은 금속을 대체해 자동차 무게를 점점 가볍게 해주는 데 기여하고 있는 엔지니어링 플라스틱에 대해 알아보도록 하겠습니다. ◆엔지니어링 플라스틱이란? 엔지니어링 플라스틱(Engineering Plastics·사진)은 금속을 대체할 수 있는 고성능으로, 강도와 탄성, 내열성이 뛰어납니다. 내충격성과 내마모성, 내한성, 내약품성, 전기 절연성이 탁월해 생활용품과 전기·전자제품, 항공기 및 자동차의 구조재로 이용됩니다. 1958년 미국 듀폰사가 폴리아세탈(POM) 호모 폴리머를 ‘금속에 도전하는 플라스틱’으로 개발하기 시작하면서 ’엔지니어링 플라스틱’이라는 단어가 활용되기 시작했는데요. 금속 재료의 우수한 점과 플라스틱 특유의 장점을 모두 가진 화학 소재입니다. ◆엔지니어링 플라스틱 종류 및 특징 범용 플라스틱은 대표적으로 PVC(Poly Vinyl Chloride)와 PS(Polystyrene), HDPE(High Density Polyethylene·고밀도 폴리에틸렌), PP(Polypropylene), ABS(Acrylonitrile, Butadiene, Styrene) 등을 꼽을 수 있는데요. 엔지니어링 플라스틱 5개를 꼽는다면, 폴리아미드(Polyamide)와 폴리아세탈(Polyoxymethylene), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephtalate), 변성 폴리페닐렌옥사이드(polyphehyleneoxide)가 있습니다. 이들의 플라스틱의 공통점은 분자량이 몇십에서 몇백 정도의 저분자 물질의 플라스틱과 달리, 몇십만에서 몇백만이나 되는 고분자 물질이라는 것입니다. ◆고성능 슈퍼 엔지니어링 플라스틱 일반적인 범용 엔지니어링 플라스틱은 내열 온도가 100도 이상인데, 150도 이상의 고온에서도 연속 활용할 수 있으면 ‘슈퍼 엔지니어링 플라스틱’으로 분류합니다. 대표적인 슈퍼 엔지니어링 플라스틱으로는 폴리이미드(Polyimid)와 폴리술폰(Polysulfone), 폴리페닐렌 술파이드(Poly Phenylene Sulfide), 폴리아미드이미드(Polyamide-imide), 폴리에테르 에테르케톤(Polyether ether ketone), 액정 폴리에스테르(Liquid-Crystal Polyester) 등이 있으며, 특성에 따라 용도가 다르게 사용됩니다. 슈퍼 엔지니어링 플라스틱은 높은 내열성과 뛰어난 강도, 내약품성, 내마모성으로 엔진 및 관련 고내열 부품, 전기전자 정밀부품, 펌프 및 배기가스 밸브 등에 쓰입니다. ◆강철을 대체하는 탄소섬유강화 플라스틱 내열성과 강성을 강화하기 위해 유리섬유나 탄소섬유를 결합하기도 하는데요. 탄소섬유강화 플라스틱은 철보다 75% 가벼우면서도 강도와 탄성은 각각 10배, 7배 우수한 특성을 지니고 있어 철을 대체하는 차세대 경량 소재로 각광받고 있습니다. 또 1300도에서 탄소섬유 가열 과정을 거친 결과 강철 대비 인장 강도가 40배 상승하여 높은 강도와 강성을 요구하는 자동차 프레임과 엔진커버 등에 이용되고 있습니다. 우리가 생활 속에서 자주 접하는 범용 플라스틱, 전기전자 제품과 자동차 부품 등에 활용되는 엔지니어링 플라스틱, 고내열성으로 자동차 엔진과 정밀 부품에 사용되는 슈퍼 엔지니어링 플라스틱, 그리고 강철을 대체하는 탄소섬유강화 플라스틱까지. 플라스틱도 그 종류와 용도에 따라 다양하게 발전하고 있습니다. 플라스틱 소재의 발전은 지구 온실 가스 배출량의 25%를 차지하고 있는 자동차 산업에서 탄소 배출을 줄이고 에너지 소비를 낮추는 데 기여하고 있다는 사실도 함께 기억하길 바랍니다. 한화케미칼 블로거 *이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

환경에 대한 관심 증대와 함께 화석원료를 대체할 친환경 에너지 개발을 위해 전 세계적으로 다양한 연구가 진행되고 있습니다. 그 중에서도 태양광 에너지는 온실 가스를 전혀 배출하지 않는 청정 에너지로 주목받고 있습니다. 태양광 패널의 발달과 함께 ‘태양광 도로’가 등장하고 있는데요. 에너지를 단순 생산하는 역할을 넘어 전기 자동차를 충전하거나 겨울철 눈을 녹이는 등 그 쓰임새가 확대되고 있습니다. 최초로 개발된 도로부터 발광다이오드(LED)와 결합한 도로까지 오늘은 전 세계적으로 속속 들어서고 있는 태양광 도로에 대해 알아보도록 하겠습니다. ◆네덜란드 ‘솔라 로드’(Sola Road) 세계 최초로 태양광 도로가 깔린 곳은 네덜란드 수도 암스테르담 북쪽에 위치한 크롬메니(Krommenie)라는 마을인데요, 자동차 도로가 아닌 자전거 도로입니다. 네덜란드에서 자전거는 인기 교통수단 중 하나로, 전역에 2만5000㎞에 달하는 전용 도로가 조성돼 있을 정도입니다. ‘솔라 로드’(Sola Road·사진)라 불리는 이 도로는 약 70m 정도 길이로, ‘2.5X3.5m’ 크기의 콘크리트 모듈과 강화유리로 덮인 조립식 패널로 이뤄져 있습니다. 솔라 로드(사진)는 내리쬐는 햇빛을 태양전지판이 흡수해 전기로 전환하는데요, 도로 표면이 거대한 태양전지판 역할을 수행하는 셈입니다. 콘크리트 모듈 안쪽에는 결정 실리콘 태양전지가 숨어 있는데, 빛이 통해야 하기 때문에 그 위로 1㎝ 두께의 강화유리가 덮여 있습니다. ◆프랑스 ‘와트 웨이’(Watt Way) 2016년 프랑스 태양에너지국립연구소(INES)는 콜라스 그룹(Colas Group)과 함께 노르망디의 마을 투루브르에 세계 최초의 태양광 자동차 도로 ‘와트 웨이’(사진)를 개통했습니다. 이 도로에서 만들어지는 전기는 인구 5000명인 이 마을의 가로등과 신호등 등 공공 조명을 켜는데 사용되는 전력을 모두 대체할 수 있을 정도라고 합니다. 프랑스 정부는 이 마을 도로 1㎞ 구간 총 2800㎡에 태양광 전지판을 설치했는데요, 기존 도로와 동일한 기능을 유지할 수 있도록 기존 지붕에 설치하는 제품에 여러 겹의 특수 플라스틱을 입혀 투명하면서도 내구성을 높인 태양전지판을 썼습니다. ◆중국의 투명 아스팔트 태양광 도로 2017년 중국은 산둥성 지난시 순환고속도로 남단에 시범용 1120m 구간의 태양광 도로(사진)를 건설했습니다. 이 도로는 달리는 전기차에 무선 충전을 해주고, 쌓이는 눈도 녹일 수 있는데요. 태양광 패널 위 노면 최상층부에 깔린 반투명의 신형 재료는 마찰계수가 일반 아스팔트 도로보다 높아 자동차 타이어가 미끄러지지 않으며, 높은 투광률로 태양광을 충분히 흡수해 전력으로 전환할 수 있습니다. 연간 발전용량 100만㎾의 이 태양광 도로에서 비롯된 전기는 곧바로 전력망으로 수송돼 배전 되며, 열 에너지로 바뀌어 겨울철 눈을 자동 녹여줍니다. 또한 노면 하부에 설치된 전자 감응장치는 앞으로 전기차 충전기술과 결합돼 주행 중 무선 충전할 수 있게 해준다고 하네요. 비록 개통 5일 만에 임시 폐쇄라는 오명을 얻었지만, 이 고속도로의 등장은 태양광 발전의 새로운 변환점이 되었습니다. ◆미국 ‘솔라 프리킨 로드웨이’(Solar Freakin’ Roadways) 미국에서는 2014년 전기 엔지니어인 스콧 브루소(Scott Brusaw)가 전기를 만드는 태양광 도로(사진)를 개발했다고 발표했습니다. 태양광 도로의 패널 윗부분은 강화유리로 충격과 하중, 정지 마찰력에 견딜 수 있고, 내구성 시험도 거쳤습니다. 패널 아랫부분은 솔라셀 패널과 마이크로프로세서로 구성돼 있으며, 모든 정보를 양방향으로 통신해 처리할 수 있다고 하는데요. 이를 통해 이른바 지능형 도로를 만들 수 있는 것입니다. 태양광 도로(사진)의 패널 1장에는 128개의 LED가 들어있으며, 5가지의 다른 색깔을 낼 수 있습니다. 덕분에 별도의 도로선이나 발광 표시판이 필요 없습니다. 또한 쌓인 눈과 얼음을 녹일 수도 있고, 가정에 전력과 데이터 케이블을 제공할 수 있다고 합니다. ◆국내 태양광 자전거 도로 우리나라도 태양광 도로 개발에 적극적인데요, 지난 4월 충남 아산시에는 구 장항선 폐철도를 활용해 국내 최대의 태양광 자전거 도로를 개통했습니다. 이 도로는 10.2km 중 태양광 설치 구간이 7.5㎞로, 지붕 평면 거치형 태양광 패널 1만8540개를 설치했습니다. 연간 생산 발전량은 866mw이며, 2만2774가구가 이용할 수 있는 전력량입니다. 이는 이산화탄소 2769t 절감 및 소나무 7만8081그루를 심는 효과와 맞먹는다고 합니다. 태양광 도로는 아직 시범단계로, 지금의 도로를 대체하기 위해서는 많은 시간과 비용이 소요되기도 합니다. 아직은 초기 단계이지만 지구환경을 지키고 비용 대비 효율을 높이기 위해 전 세계적으로 태양광 도로에 대한 연구는 꾸준히 계속되고 있다는 사실, 기억하길 바랍니다. 한화케미칼 블로거 *이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

여름철 집중 호우 때 필요한 것이 바로 우산(바로 아래 사진)과 우비, 장화(〃 〃 〃) 등입니다. 이들 세가지 제품의 특징은 바로 물이 스며들지 않도록 특수 방수가공이 되어 있다는 점이에요. 특히 야외에서 주로 사용되는 아웃도어 의류는 방수와 함께 발수가공이 함께 처리됩니다. 오늘은 비가 오는 날 우리에게 꼭 필요한 방수·발수가공 기술에 대해 알아보도록 하겠습니다. ◆물의 침투를 막는 기술 방수가공 방수가공은 PVC(Poly Vinyl Chloride)와 같은 소재를 써 물이 침투하지 못하도록 표면처리를 하는 것을 의미합니다. 방수는 우비와 장화, 텐트 등 섬유뿐만 아니라 건물과 아스팔트, 목재, 전자제품, 자동차 등 비와 물로부터 보호가 필요한 데에는 꼭 필요한 화학기술이죠. 방수가공을 위한 코팅 기술을 살펴보겠습니다. 먼저 PVC 원단에 폴리우레탄 용액을 얇게 코팅하는 PU 방법과 얇은 필름 형태를 접착제로 접합시키는 라미네이트 가공방법이 있습니다. 라미네이트 가공법은 고어텍스 소재(사진)를 떠올리면 되는데요, 텐트나 아웃도어 의류에 주로 가공되는 방법으로 방수는 물론이고 방풍과 투습·방습, 내구성을 지니게 됩니다. ◆물을 튕겨내는 기술 발수가공 발수가공(Water Repellent Coating)은 WR 가공이라고 합니다. 물을 뿌렸을 때 물방울이 방울방울 맺혀 떨어지도록 하는 가공법입니다. 발수가공은 아웃도어 의류와 소파, 자동차까지 다양하게 이용되며, 특히 장마철 자동차 유리에 꼭 필요한 기술입니다. 아무리 비가 많이 와도 발수 코팅제를 뿌린 자동차 유리는 물을 바로 튕겨내 시야를 가리지 않아 안전운전을 도와주기 때문입니다. 자동차 유리(사진)에 활용되는 발수 코팅제는 실리카에 불소 수지를 입힌 폴리머로, 유리와 결합이 잘 될 뿐만 아니라 코팅 후 다른 화학제품을 사용해도 그 기능을 유지하는 것이 특징입니다. 불소 성분은 물을 밀어내는 성질이 뛰어나기 때문에 쉽게 물방울이 흘러 날아가도록 해줍니다. 물을 막는 기술부터 튕겨내는 기술까지 방수와 발수는 우리의 일상에서 없어서는 안 되는 화학기술인데요. 비 오는 날 물로부터 젖지 않게 해주고, 안전한 운전을 도와주는 기술 그 뒤에는 한화케미칼도 함께하고 있다는 점을 기억하기 바랍니다. 한화케미칼 블로거 *이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

페트(PET)병 재활용 확대에 대한 인식이 확산하면서 다양한 기술과 제품이 나오고 있습니다. 페트병에서 뽑은 섬유로 만든 의류나 가방, 신발 등이 대표적이죠. 최근 버려진 페트병으로 자동차를 만들 수 있는 놀라운 기술이 개발됐다고 하는데요. 말캉한 페트병으로 어떻게 단단한 자동차를 만들 수 있을까요? 바로, 페트병으로 자동차 부품 소재에 사용되는 섬유강화플라스틱(FRP·Fiber Reinforced Plastic)을 만드는 기술이 개발된 덕분입니다. 이 기술을 이용하면 페트병으로 자동차나 선박을 만들 수 있다고 하는데요, 그럼 지금부터 페트병으로 만드는 FRP 기술에 대해 알아보도록 하겠습니다. ◆페트병으로 만드는 FRP 제조 기술 지난 3월 미국 에너지부 산하의 국립재활용에너지연구소(National Renewable Energy Laboratory·NREL)의 과학자들은 PET 소재에 생물학적 단위체(monomer)를 첨가하여 FRP 복합 소재를 제조하는 방법을 개발했다고 발표했습니다. FRP는 페트병보다 훨씬 부가가치가 높은 소재로, 자동차나 선박. 비행기 등의 경량화 소재로 쓰이고 있습니다. ◆FRP란? 페트병은 열을 가하면 녹는 성질을 지닌 열가소성 플라스틱(thermoplastic)입니다. 따라서 재활용을 할 수 있습니다. 한편 FRP는 한번 굳어지면 다시 열을 가해도 녹지 않는 열경화성 플라스틱(thermosetting plastic)입니다. 단단하고 열에 강해 접착제 등의 실리콘 수지, 건물 방수나 도료에 사용되는 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지 등에 해당합니다. 이러한 열경화성 수지에 유리나 섬유 등의 강화재를 추가해 FRP나 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)을 만들 수 있는데요. 가볍지만 금속만큼 단단하고 강도가 강해 자동차 부품이나 건축자재, 스노 보드, 풍력발전용 터빈을 만드는 데 이용되고 있습니다. ◆쓰레기와 온실 가스 배출량을 줄이는 업사이클 기술 미국 연구팀이 개발한 페트병 업사이클 기술은 현재 이의 재활용 방법보다 57% 적은 에너지를 쓰고, 기존 FRP 제조방식보다 40% 낮은 온실가스 배출량이 예상됩니다. 쓰레기를 줄이면서 동시에 온실 가스 배출량도 감소시킬 수 있을 것으로 기대되고 있습니다. 이처럼 페트병은 재활용할 수 있기 때문에 잘 수거하면 더 큰 부가가치를 지닌 제품을 만드는 소재가 될 수 있는데요, 앞으로 페트병뿐만 아니라 다양한 석유화학제품의 업사이클 기술 개발을 통해 생활 속 편리함은 물론이고 지구의 쓰레기를 줄이고 에너지와 탄소 배출도 낮출 수 있기를 기대해봅니다. 한화케미칼 블로거 *이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

PVC는 여름이면 가장 인기를 끄는 화학 소재인데요. 투명한 비치백부터 젤리슈즈와 썬캡, 레인 아이템까지 일상에서 바캉스까지 생활용품에 두루 쓰이는데요. 그 종류는 물론이고 컬러와 디자인도 더욱 다양해지고 있습니다. PVC가 여름철 들어 인기를 끄는 이유와 함께 최근 떠오른 핫 아이템까지 살펴보도록 하겠습니다. ◆다용도 플라스틱 소재 PVC PVC(Polyvinyl Chloride)는 열가소성 플라스틱의 하나로 폴리염화비닐 또는 염화비닐수지라고 하는데요, 원래 딱딱한 PVC에 가소제를 이용해 유연성과 탄력성을 높인 뒤 다양한 제품으로 가공하여 사용합니다. 주로 파이프와 상재, 인조 피혁 등의 원료나 필름과 시트, 창틀, 전선 피복, 호스 등 다양한 용도로 이용되고 있습니다. ◆여름에 더욱 사랑받는 PVC 제품 다양한 용도로 활용되는 PVC는 여름에 더욱 각광받는 소재입니다. 가볍고 투명하면서도 다양한 디자인을 적용할 수 있어 패션 아이템을 만드는 데 용이한데요, 특히 투명한 PVC 가방과 신발 등은 더운 여름 시원해 보이면서도 ‘나만의 개성’을 표현할 수 있어 필수 아이템이 되었습니다. 또한 물과 접촉이 많은 여름에 꼭 필요한 내구성 및 방수 기능을 갖추고 있는 PVC는 바캉스 물놀이에 적합하죠. 최근 들어 여름 ‘인싸템’으로 주목받고 있는 제품이 있는데요. 바로 드라이백과 신발 방수 커버, 대형 물놀이 튜브 등입니다. 이것들은 모두 PVC 소재로 만들어졌는데요, 올 여름 바캉스를 떠나기 전 꼭 하나쯤은 챙겨야 할 PVC 인기 여름 아이템을 소개합니다. 1 방수 드라이백 워터파크나 수영장, 해변 등으로 물놀이를 갈 때 투명 소재의 비치백을 주로 이용하죠? 최근에는 비치백이 아닌 드라이백(사진)이 뜨고 있답니다. 드라이백은 가벼운 PVC 소재의 가방인데요. 특히 방수 기능이 뛰어나 수영복과 아쿠아 슈즈, 비치타월 등 물에 젖은 물놀이 아이템들을 담는데 매우 용이합니다. 보통 입구 부분은 넓게 열리도록 만들어져 있으며, 헤드(머리) 부분을 돌돌 말아 버클로 고정하는 방식으로 디자인도 다양하고 세련돼 새로운 여름 패션 아이템으로 뜨고 있습니다. 또한 공기가 밖으로 새어 나가지 않아 비상 시에는 구명 튜브 대용으로 활용할 수 있습니다. 2 신발 방수 커버 여름에는 습한 날씨 때문에 소나기가 자주 쏟아지는데요. 예기치 않게 소중한 신발이 비에 젖는 일이 발생합니다. 잠깐 내리는 비 때문에 하루 종일 장화를 신고 다닐 수도 없고, 이럴 때 비옷처럼 신발을 감싸주는 아이템이 있으면 좋은데요. 신발 방수 커버(사진)는 갑자기 비가 올 때 또는 물이나 오염물질이 신에 묻는 걸 원하지 않을 때 잠깐 신고 벗을 수 있는 간편한 제품입니다. 언제 어디서든 지켜주어 신발 마니아 사이에서는 오래전부터 핫한 아이템인데요. 최근 방송에서 연예인들이 즐겨 사용하는 모습이 나오면서 더욱 널리 알려지게 됐습니다. 신발 방수 커버(사진)는 투명하고 얇은 PVC 소재로, 방수는 물론이고 미끄럼 방지 기능이 있어 휴대용 장화 역할을 훌륭히 수행하는 동시에 들고다니기 간편하다는 장점이 있습니다. 3 대형 물놀이 튜브 여름 휴가를 떠날 때 수영복과 모자, 가방, 신발 외에 비치패션을 완성해 줄 아이템이 하나 더 있습니다. 바로 물놀이 튜브가 그 주인공인데요. 튜브는 수영을 잘 못하는 이들을 위한 안전용품이라는 기존 인식에서 벗어나 최근에는 사회관계망서비스(SNS) 열풍을 타고 각광받고 있습니다. 휴가지에서 눈에 띄는 이색 튜브를 타고 인증샷을 찍는 것이 인기를 끌면서 새로운 여름 패션 아이템으로 떠올랐습니다. 복잡한 해변이나 수영장 어디서든 눈에 띄는 디자인이 인기인데요, 플라밍고와 백조, 유니콘(바로 위 사진), 돌고래의 모양과 더불어 수박(위에서 여덟번재 사진), 파인애플 등 과일도 인기입니다. PVC 소재로 만들어진 물놀이 튜브는 유연성과 탄력성은 물론, 내구성과 방수성이 뛰어나 나를 돋보이게 해줌과 동시에 안전한 물놀이를 즐길 수 있도록 도와줍니다. 한화케미칼은 1966년 국내 최초로 PVC 생산에 성공한 이래 기초 유분부터 최종 제품까지 완벽한 수직 계열화를 구축해 관련 사업을 선도하고 있는데요. 지난해 세계 최초로 수소 첨가 기술을 적용해 프탈레이트 계열 성분을 완전히 제거한 프리미엄 친환경 가소제 ‘에코데치’(ECO-DEHCH)를 개발해 더욱 안전한 PVC 제품을 개발할 수 있게 됐습니다. 생활의 편리함은 기본이고, 안전하고 환경을 생각한 제품 개발을 위해 끊임없이 연구하는 한화케미칼에 많은 응원 보내주길 바랍니다. 한화케미칼 블로거 *이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.

바야흐로 수영의 계절이 왔습니다. 여름철 시원한 수영장과 워터파크에서 즐기는 물놀이는 무더위를 날려버리는데 제격이죠. 특히 지난달 28일 서울시내 한강 수영장과 물놀이장이 본격 개장해 내달 25일까지 운영할 예정이라 더욱 많은 이들이 수영장을 찾을 것으로 예상됩니다. 한편으로는 수영장에서 나는 특유의 냄새 탓에 수영장을 기피하는 이들도 있는데요. 수영장 물의 소독제가 피부나 몸에 해를 끼치지 않는지 걱정이 되기도 하죠. 오늘은 수영장 소독과 살균에 주로 사용되는 염소에 대한 정보를 알려주겠습니다. ◆소독과 살균제 염소란? 염소(Chlorine)는 공기보다 무겁고, 강한 자극취의 황록색 기체를 띄는 원소입니다. 그 원소 기호는 Cl입니다. 자연상태에서는 화합물로 존재하는데, 대표적인 염소 화합물이 바로 염화나트륨 즉 소금(NaCl)입니다. 염소는 1900년대 초반 식수를 처리하기 위해 쓰였으며, 20년대부터 수영장 소독을 하는데도 이용되기 시작했습니다. 지금은 EDC(에틸렌디클로라이드)와 MDI(메틸렌디페닐디이소시아네이트), TDI(톨루엔디이소시아네이트), 폴리카보네이트 등 각종 유기화학 제품이나 펄프를 표백할 때와 더불어 상수도 소독 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. ◆세균과 박테리아를 없애는 차아산염소산(Hypochlorous Acid) 염소는 물에 용해되면 차아산염소산(Hypochlorous Acid)이 만들어지는데, 이는 수돗물을 소독할 때에도 사용되는 안전한 물질입니다. 차아산염소산은 살모넬라와 병원성 대장균, 여러 종류의 바이러스가 물에 살 수 없도록 해 식수와 수영장 물의 소독에 쓰이고 있지요. 이 염소산은 전기적으로 중성을 띄고 있어 음성을 띄고 있는 박테리아 세포 내부로 들어가 단백질과 화학적 반응을 일으킵니다. 이때 단백질이 가진 고유의 접힘 상태를 바꾸게 돼 그 기능은 떨어지고, 박테리아는 죽게 됩니다. ◆수영장 냄새의 주범은 클로라민(Chloramine) 보통 수영장에서 나는 특유의 강한 냄새를 우리는 소독제인 염소에서 비롯됐다고 보통 여기는데요. 냄새의 주범은 따로 있었습니다. 바로 클로라민(Chloramine)인데요, 염소가 땀이나 오줌과 같은 인체 배설물과 만나면 생성되는 휘발성 유기 화합물입니다. 사람의 소변과 땀 등에 들어있는 요소와 요산은 소독제인 염산과 만나면 가스를 만들어내는데, 바로 이 가스가 특유의 소독약 냄새를 만들어냅니다. 또한 염소 성분이 가스로 만들어져 휘발 되어 날아가면 살균 및 소독 효과가 떨어지게 돼 미생물과 세균의 번식이 더 왕성해집니다. 수영장이나 워터파크를 다녀온 뒤 각종 피부질환 및 몸에 이상 현상이 나타났다면 바로 사람의 몸에서 배출된 분비물이 그 원인이 된 것입니다. ◆여름철 건강한 수영장 이용 팁 건강하게 수영과 물놀이를 즐기기 위해서는 먼저 수영장에 들어가기 전 반드시 샤워를 하고, 수영 후에도 몸에 묻은 오염물질을 깨끗이 씻어내는 게 중요합니다. 또한 수영복은 깨끗이 빨아 햇빛에 바짝 말려 보관하는 것이 좋은데요. 다음에 입었을 때 피부에 자극을 주지 않기 위함입니다. 마시는 식수뿐 아니라 수영장 물도 깨끗이 해주고, 시원한 여름을 나게 해주는 염소는 우리에게 꼭 필요한 기초 화학제품인데요. 한화케미칼은 염소 및 가성소다(CA·Chlor-Alkali) 분야에서 국내 1위를 달리고 있습니다. 우리의 편리한 생활과 환경을 위해 끊임없이 연구와 기술 개발을 하고 있는 한화케미칼의 활약도 지켜봐 주길 바랍니다. 한화케미칼 블로거 *이 기고는 한화케미칼과 세계일보의 제휴로 작성되었습니다.