(By using a carbonated — rather than a still — water-based solution during the concrete manufacturing process, engineers discovered a new way to store carbon dioxide. Credit: Alessandro Rotta Loria/Northwestern University)
콘크리트는 현대 건축에서 대체 불가능한 소재로 인간이 가장 많이 생산하는 물질 중 하나이지만, 주원료인 시멘트가 생산과정에서 많은 이산화탄소를 생산한다는 큰 문제점이 있습니다. 시멘트가 인위적 온실가스 배출에서 차지하는 비중은 최대 8%에 달합니다.
그런데 사실 이미 만들어진 콘트리트는 시간이 지나면서 이산화탄소를 조금씩 흡수하는 성질이 있습니다. 이에 착안해 콘크리트 제조시에 이산화탄소를 넣어서 배출하는 이산화탄소 중 일부를 흡수하게 만드는 연구가 활발히 진행되고 있습니다.
콘크리트에 이산화탄소를 주입하는 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 이미 굳은 콘트리트 안에 고압 이산화탄소를 넣어 시간이 지나면서 탄산염이 되게 하는 것과 아예 콘크리트를 혼합할 때 물과 함께 섞어 탄산염화를 촉진하는 것입니다.
하지만 두 방법 모두 이산화탄소 흡수율이 그렇게 높은 편이 아니고 추가적인 비용과 함께 콘크리트 품질을 떨어뜨린다는 문제점이 있습니다.
노스웨스턴 대학의 알렉산드로 로타 로리아 (Alessandro Rotta Loria) 교수가 이끄는 연구팀은 콘크리트 혼합 단계에서 물에 이산화탄소와 함께 소량의 시멘트 가루를 혼합해 탄산염 생성을 촉진하는 방법을 개발했습니다.
새로운 혼합법은 이산화탄소 흡수 비율를 배출한 이산화탄소의 45%까지 끌어올릴 수 있고 무엇보다 콘크리트 강도를 그대로 유지하는 장점이 있습니다. 새로운 물질을 혼합하는 것도 아니기 때문에 비교적 쉽게 실제 건설 현장에 사용될 수 있다는 것이 연구팀의 생각입니다.
물론 이 방법이 의도대로 잘 작동하는지를 알기 위해서는 건축 현장에서 실제 사용해봐야 알 수 있습니다. 이 연구는 시멘트 재조사인 시멕스 (CEMEX)의 지원을 받아 진행됐는데, 실제 상용화를 위한 테스트 건설이 진행될 수 있을지 주목됩니다.
참고
https://phys.org/news/2024-06-simple-carbon-dioxide-concrete-compromising.html
Xiaoxu Fu et al, Storing CO2 while strengthening concrete by carbonating its cement in suspension, Communications Materials (2024). DOI: 10.1038/s43246-024-00546-9
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