솔리디아, 탄소 흡수해 영구 저장하는 규산칼슘 시멘트 연구
[데일리e뉴스= 김지원 기자] 시멘트는 지구상에서 가장 많이 사용되는 인공물질로 건설 및 건축에 필수적이다. 시멘트 산업은 전 세계에서 두 번째로 많은 양의 온실가스를 배출한다.
환경부 온실가스 종합정보센터에서 발표한 2018년 온실가스 에너지 목표관리 대상업체 1006개 중 시멘트 업종은 32개(3%)로 이들의 온실가스 배출량은 총 3679만톤(tCO₂eq)이다. 이는 전체의 약 5.7%에 해당한다. 업체 수 비율은 전체의 3%지만 배출량은 2배 가까이 많다.
시멘트 산업은 전 세계 총 탄소 배출량의 약 8%를 차지하며 이 중 가장 많이 사용되는 포틀랜드 시멘트는 1000kg를 생성하는 데 약 924kg의 이산화탄소를 배출한다.
이에 많은 대학과 기업이 더 친환경적이고 대체 가능한 시멘트 개발과 기술연구에 힘쓰고 있다.
미국 메사추세츠공과대학(MIT)의 연구진은 시멘트 생산 시 이산화탄소를 배출하지 않고, 제조과정에서 다른 유용한 제품을 만들 수 있는 사용한 시멘트 제조법을 발견했다. 이 공정은 친환경 전기를 사용해 비용도 저렴하고 온실가스 배출도 거의 없다.
연구진은 전해조와 전기 화학 공정을 사용해 물 분자를 원자로 나누어 산소와 수소 거품을 만들었다. 이때 산소 진화 전극은 산(acid)을, 수소 진화 전극은 염기를 생성한다. 산으로 용해된 석회석은 일반적인 시멘트 공장에서 배출하는 이산화탄소보다 순도가 높아 다른 제품으로 만들 수 있고, 수소 진화 전극으로 침전된 수산화칼슘은 시멘트로 생성될 수 있다.
연구진은 이 방법을 도입하더라도 현재의 시멘트 생산량과 차이가 없을 것으로 예상된다.
미국 뉴저지의 시멘트 및 콘크리트 기술을 연구하는 회사인 솔리디아(Solidia Technologies, Inc.)는 지금까지 콘크리트 생산에서 배출되는 탄소발자국의 70%를 줄일 수 있는 새로운 시멘트를 개발했다.
유압 장치(도관을 액체가 통과할 때 발생하는 압력)가 없는 이 규산칼슘 시멘트는 포틀랜드 시멘트와 동일한 원료로 기존 시멘트 가마에서 생성된다.
반면 이 새로운 시멘트는 일반 시멘트보다 석회석을 더 적게 사용하고 가마 온도가 낮은 상태에서도 만들어질 수 있다. 연구진은 에너지 사용과 이산화탄소 배출이 각각 최대 30%가량 감소했다고 보고했다.
또한 일반적인 시멘트는 경화를 위해 시멘트 분말이 물을 흡수하는 반면 솔리디아의 시멘트 분말은 탄소를 흡수한다. 솔리디아는 "이 탄화 공정 동안 시멘트 1톤당 300킬로의 온실가스를 흡수한다"며 "시멘트 안에 탄소가 들어가기 때문에 사실상 영구적으로 저장된다"고 말했다.
현재 회사는 콘크리트 강도, 탄성, 동결 및 해동 저항성, 황산염 저항성 및 알칼리 실리카 반응(ASR)과 같은 내구성 테스트에서 모든 산업 표준을 충족했다고 밝혔다.
