요즘 가볍지만 강도가 높은 소재에 대한 수요가 높아지면서 탄소섬유 복합재를 사용하고 있다. 탄소섬유는 고강도 및 고강성을 지니고 있어, 강철의 10배 이상 강도와 알루미늄 합금 대비 강성이 40% 높다. 또한, 동급 금속 대비 4분의 1 수준의 가벼운 중량을 지녀 가벼운 무게가 특징이다. 화학적, 환경적 부식에 강한 내구성을 가지고 있어 차세대 운송, 우주항공, 에너지 등 다양한 산업에 적용 가능하다.

하지만, 위의 장점과 달리 제조시 다량의 에너지와 화학물질이 사용되어 환경 부하가 크고, 폐기물의 경우 열경화성 수지로 만들어져 재활용이 어렵다. 이로 인해 소각 처리를 진행할 경우 유해가스가 배출될 수 있다. 제조된 탄소섬유 복합재는 제품 가격이 비싸 이로 인한 폐기물 처리 비용이 증가할 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해서는 탄소섬유 복합재의 전과정에 걸쳐 환경 친화적인 공정 개선과 폐기물 감축, 재활용 기술 개발이 시급하다. 지속가능한 탄소섬유 복합재를 위해 산업폐기물에서 탄소섬유를 추출하여 재생산하는 곳을 소개하고자 한다. 프랑스 기반의 스타트업 ‘Extracthive’는 사용된 복합 부품에서 탄소섬유를 추출하여 새로운 부품으로 재생산하는 기술인 PHYre® 탄소 섬유를 개발하였다. 이 기업은 재활용 공정을 통해 CO2 배출량을 80%까지 줄이는 혁신적인 용매 분해 방식을 도입하였다.

사진출처 : Extracthive 홈페이지

용매 분해 공정은 가열된 용매를 이용해 탄소섬유에서 매트릭스를 분리한다. 이 과정을 통해 고품질의 재생 탄소섬유가 생산되며, 이는 산업 전반에 다시 사용될 수 있다. Extracthive의 이 기술은 기존의 재활용 방법들에 비해 환경에 미치는 부담을 크게 줄이면서도(탄소섬유 1kg 당 4.5kg의 CO2 감소), 탄소섬유의 기계적 특성을 98% 이상 유지할 수 있다. Extracthive의 탄소섬유는 수많은 제조 공정과 호환되어 다양한 곳에 활용할 수 있다.

Stratview Research에 따르면, 2022년 글로벌 탄소섬유 복합재 시장 규모는 약 358억 달러로, 2032년 시장 규모는 약 745억 달러에 이를 것으로 전망된다. 연평균 성장률은 2022년부터 2032년까지 7.3%로 예상된다. 지역별로는 아시아·태평양 지역의 성장세가 9% 이상으로 가장 높을 전망이다. Lucintel에 따르면, 탄소섬유 복합재는 항공우주 분야가 약 30%로 가장 큰 비중을 차지한다.

(홈페이지 : https://www.extracthive-industry.com/)

창조아고라 이송미 VP songmilee02@gmail.com 이송미 VP의 기사 더보기

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