KIST, 친환경·저비용 탄소섬유복합소재 재활용기술 개발

국내 연구팀이 탄소섬유복합소재(CFRP)에서 물을 이용해 고가의 탄소섬유를 회수하는 기술 개발에 성공했다.
CFRP는 무게가 강철의 4분의 1에 불과하면서도 10배나 강력한 탄소섬유를 이용한 복합재료다. 항공·우주, 자동차, 선박, 스포츠 용품 등 산업 전반에 걸쳐 다양하게 활용된다.
세계 시장규모도 2015년 21조원, 2020년 42조원으로 급성장이 예상된다. 국가과학기술전략회의에서 발표한 9대 국가전략 프로젝트 경량소재 분야에 포함된 미래 유망사업이다.
CFRP는 고가의 소재지만 사용 후 폐기 및 재활용 기술이 미비하다. 매립이나 고온소각방식을 많이 사용했지만 매립해도 썩지 않고 소각할 경우 독성물질이 배출돼 환경오염을 유발했다.

한국과학기술연구원(KIST) 복합소재기술연구소 탄소융합소재연구센터 고문주 선임연구원 연구팀은 물을 반응 용매로 하여 저렴한 첨가제를 사용하는 새로운 방법을 개발했다. 이 기술을 적용할 경우 탄소섬유 회수율이 95%에 달한다.
KIST는 연간 1t을 처리할 수 있는 규모의 파일롯 플랜트를 제작·운영해 기술의 경제성을 입증했다.
해당 기술은 기존 고온소각법 대비 초기투자비가 10분의 1에 불과하며 20년 간 장비의 유지 보수비도 40분의 1 수준으로 경제성이 뛰어나다. 5t반응기 기준 연간 250t의 CFRP를 재활용 할 수 있어 양산성도 뛰어나다. 물과 저렴한 첨가제만을 사용하고 에너지 소비도 적어 1500원 내외의 비용이면 CFRP 1㎏을 재활용 할 수 있다.
기존 고온소각법에선 CFRP를 구성하는 에폭시 수지를 태워버리고 탄소섬유만을 재활용했다. KIST 연구팀이 개발한 기술은 탄소섬유와 에폭시 수지 까지도 재활용할 수 있다. 향후 CFRP의 재활용과 에폭시 수지를 사용하는 도료, 전자부품 기판 등 다양한 산업분야에 응용 가능할 것으로 전망된다.
고 선임연구원은 “이 기술은 즉시 산업화가 가능하므로 국내 탄소 산업계에 이전돼 활용되길 바란다”고 밝혔다. KIST 전북분원은 25일 오후 2시 탄소섬유 관련 기업들을 대상으로 기술이전 설명회를 개최하고 사업화를 원하는 기업들에게 기술을 이전할 계획이다.