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이산화탄소를 흡수하는 콘크리트

(Pre-cured blocks of carbon-sopping concrete coming off production line. Photo: UCLA/CO2Concrete)

(A concrete block made using UCLA's carbon-to-concrete system. Photo: UCLA/CO2Concrete)


 콘크리트는 현대 문명을 떠받치는 건축 자재라고 할 수 있지만, 제조 과정에서 막대한 온실가스를 배출합니다. 연간 40억톤의 시멘트를 제조하는 과정에서 이 무게에 맞먹는 이산화탄소가 배출되는데, 이는 인위적 온실가스 배출의 8% 해당합니다. 앞서 소개한 것처럼 이를 줄이기 위해 많은 연구가 진행 중입니다. 그리고 그 중 하나가 이산화탄소를 흡수하는 콘크리트입니다. 




 이전에 소개한 UCLA의 구라프 산트 (Gaurav Sant) 교수가 이끄는 연구팀은 와이오밍주의 드라이 포크 발전소 (Dry Fork power plant)에서 이산화탄소를 흡수하는 콘크리트를 테스트하고 있습니다. 이들은 하루 0.5톤의 이산화탄소를 흡수하는 콘크리트 10톤을 제조할 계획입니다. 연구팀은 탄소 업사이클링 Carbon Upcycling 경쟁 프로젝트인 NRG COSIA Carbon XPrize에 참가했는데 우승팀은 750만 달러를 받게 됩니다.



 이산화탄소를 콘크리트에 가두려는 연구는 여러 차례 시도되었습니다. 예를 들어 생석회로 불리는 산화칼슘 calcium oxide(CaO)은 공기중 이산화탄소를 천천히 흡수할 수 있어 이를 이용한 이산화탄소 흡수제가 사용되고 있습니다. 하지만 흡수 속도가 너무 느린 단점이 있습니다. 연구팀은 대안으로 수산화 칼슘 (Calcium hydroxide, Ca(OH)2, 소석회)를 이용해 콘크리트 블록 폼을 만들고 이를 발전소에서 나오는 배기 가스에 직접 노출시켜 이산화탄소를 흡수하는 방법을 개발했습니다. 이 경우 이산화탄소를 따로 정제할 필요가 없고 그냥 배기가스만 노출시켜도 그 중의 이산화탄소만 제거할 수 있다는 장점이 있습니다. 


 한 가지 생각할 문제는 소석회는 주로 생석회에 물을 첨가하고 가열해 만들어지고 생석회는 석회석 (탄산칼슘, CaCO3)을 원료로 제조된다는 사실입니다. 당연히 생석회 제조 과정에서 이산화탄소가 만들어집니다. 이 이산화탄소를 따로 포집해 저장하고 화력 발전소에서 나오는 이산화탄소는 소석회로 분리해 건축 자재로 사용한다면 대기 중으로 이산화탄소가 달아나는 것을 막을 수 있겠지만, 비용이 만만치 않을 것으로 생각됩니다. 


 연구팀은 이 기술을 테스트하고 실제 상업화를 위해 준비 중인데, 각 과정에서 비용이 얼마나 나올지 궁금합니다. 


 참고 


https://spectrum.ieee.org/energywise/energy/fossil-fuels/carbon-capture-power-plant-co2-concrete
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