한양대, 석유 정제 폐기물 활용 ‘친환경 발전 소자’ 개발

[이데일리 신하영 기자] 위정재 한양대 유기나노공학과 교수팀이 석유 정제 과정에서 발생하는 폐기물을 활용, 친환경 발전 소자를 만들었다.

왼쪽부터 한양대 유기나노공학과 위정재 교수, 한양대 유기나노공학과 한태희 교수, 인하대 물리학과 이민백 교수, 한양대 유기나노공학과 조웅비 석박사통합과정생, 한양대 유기나노공학과 김성수 석박사통합과정생(사진=한양대 제공)

한양대는 위 교수팀이 한태희·이민백(인하대) 교수팀과의 공동 연구에서 이런 연구 성과를 얻었다고 13일 밝혔다.

위 교수팀은 석유 정제 과정에서 생기는 황 폐기물을 활용했다. 고성능 황 고분자를 합성한 뒤 이를 맥신과 복합화해 지속 가능한 ‘마찰대전 발전 소자’를 만든 것이다.

마찰대전 발전은 이종 물질 간 마찰로 발생하는 전기 에너지를 활용하는 친환경 기술이다. 발전 과정에서는 불소 고분자를 사용한다. 불소 고분자의 제조 과정에서는 과불화화합물(PFAS)이 필요한데 생태계와 인체에 유해하다는 점이 단점이다. 미국 식품의약국은 지난 2월 과불화화합물이 포함된 경우 식품 포장용으로의 판매를 금지하는 법안을 의결했다.

위 교수팀은 PFAS의 이런 단점을 해결하고자 황에 주목했다. 황은 석유 정제 과정에서 연간 700만 톤이 잉여로 발생한다. 연구팀은 황을 역가황(Inverse Vulcanization) 과정을 통해 고분자로 합성하고, 이 고분자를 맥신과 복합화해 새로운 마찰대전 발전 소자를 개발했다. 친환경 발전 소자임에도 종전보다 8배 이상의 전력 밀도를 보인다는 점도 확인했다.

이번 연구는 한국연구재단·미육군연구소 등의 지원을 받아 진행했다. 한양대 유기나노공학과 조웅비 석박통합과정생이 1저자로, 김성수 석박통합과정생이 공동 1저자로 참여했으며 위정재·한태희·이민백 교수가 교신저자를 맡았다. 연구 결과는 국제 저명 학술지(Advanced Materials) 8월 7일자로 게재됐다.