폐기 에너지 회수 부문의 유망 부품/소재

열전 소재

그동안 버려져 왔던 에너지를 회수하는 소재로서 열전, 압전 소재 등이 주목을 받고 있다. 열전 소재란 열에 의한 물질 내 전하의 이동현상에 의해 발생하는 전하이동 현상을 이용해서 열을 전기에너지로 변환시키는

열전 변환 기술을 이용한 소재다. 열전 변환 기술은 오래 전에 개발되었지만 낮은 변환 효율 등으로 상업화가 되지 않고 있다가 최근소재 분야에서 나노 차원의 제어 기술이 발달하면서 주목을 받고 있다. 이 소재를 사용한다면 그동안 버려져 왔던 산업 폐열 뿐만 아니라 자동차의 폐열 등에서 에너지를 생산할 수 있고 나아가 열전 소재는 원격 측정 장치용 전원이라든지 휴대용 발전기용 등 소형발전기용 소재로 사용될 수 있다.

현재 Bi-Te계를 사용하기 위한 연구가 진행중이며 아직 초기 연구 개발 수준으로서 미국, 일본, 독일 등에서 정부 지원하에 연구가 이루어지고 있다.

압전 소재

한편, 압전 소재는 소재에 압력을 가하여 변형이 나타나면서 전기적인 극성이 일어나는 소재를 말한다. 압전 기술은 주로 무선 센서네트워크용 전원이나 대용량 압전 발전 시스템으로 개발될 수 있다. 주요 소재로는 무연 압전 세라믹, 압전 단결정, 압전 폴리머 등이있다. 기술력에서 가장 선두에 있는 일본의 경우 일본 도쿄역에 압전매트를 설치하여 사람들이 밟으면서 생기는 압력을 전기 에너지로 변환하여 전력을 생산하는 등 시범 사업을 진행하고 있다.

바이오 플라스틱 소재 

그밖에 식용 자원을 원료로 이용하는 기존 바이오 플라스틱과 달리 폐목재 라든지 볏짚 등 폐자원을 원료로 사용하여 바이오 제품을생산할 수 있는 기술도 주목을 받고 있다. 이러한 기술은 폐자원을 활용하여 기존 석유 기반의 석유 제품 및 석유화학 제품을 대체할수 있는 제품을 생산할 수 있기 때문에 미래 유망 기술 중 하나로 꼽히고 있다. 주요 제품으로는 셀룰로오스 수지라든지 폴리유산(Poly Lactic Acid, PLA) 등 바이오 플라스틱이 이에 해당된다.

시사점

앞에서 살펴봤듯이 향후에는 에너지 효율성이 향상된 다양한 제품에 대한 요구가 점점 확대되면서 소재 부품 기업들은 이러한 변화에 보다 적극적으로 대응할 필요가 있다. 앞으로 수요 산업의 요구에 빠르게 적응하는 소재 부품 기업들과 그렇지 못한 기업간의 격차는 점점 벌어질 것으로 예상된다. 소재 부품 기업들이 수요 산업의 요구에 빠르게 대응하기 위해서는 좀 더 수요 산업 관점에서 사업을 바라보는 시각이 필요하다.

또한 소재 부품 기업들은 기존에 가지고 있던 역량 이상의 능력을 확보하고자 하는 노력이 절실히 필요하다. 앞에서 언급한 소재들을보면 유기 소재와 무기 소재를 결합한다든지 아니면 다양한 금속을 결합한다든지 다양한 소재를 복합하는 경우가 많다.

최근 산업 전반에 걸쳐 융복합화라는 말이 유행하듯이 소재 부품 기업들도 융복합 기술을 확보하는 것이 점점 중요해질 것으로 예상된다. 과거처럼 유기 소재 관련 기업이 유기 관련 지식만으로 살아가기가 점점 어려워 진다는 얘기다.

유기 소재 기업들이라고 하더라도 무기 소재나 금속 소재의 기술을 얻기 위한 노력이 필요하며 이를 위해 자기 분야만 고집하는 자세를 버리고 좀더 열린 자세로 외부와의 협업에 적극적으로 임하는 것이 중요하다.

실제 해외 DuPont, Arkema, Showa Denko 등 기업들은 환경, 에너지 등 미래 메가 트렌드를 인지하고 유기, 무기, 금속 복합 소재 개발을 적극적으로 추진하고 있으며 이를 위해 관련 선두 기업을 인수하는 등 기술 확보에 적극적이다.

향후 융복합 소재가 부상하면서 유기, 무기, 금속 소재 기업 간 즉 이종 소재 기업간의 경쟁이 더욱 심화될 가능성이 높다. 이럴수록소재 부품 기업들은 앞으로 수요 산업 중심의 관점 변화 그리고 다양한 분야의 기술을 획득하려는 열린 자세를 갖추는 것이 절실히필요할 것으로 예상된다. <자료: LG경제연구원>

한국식품연구원, 저탄소 고효율 친환경 식품포장재 개발

한국식품연구원(원장 이무하) 산업 원천기술연구본부 유통연구단 박형우 박사 연구팀은 농림수산식품부 농림기술개발사업으로(주관: 농림수산식품기술기획평가원) “콩나물의 신선도 유지용 바이오플라스틱 PLA(Poly Latic Acid) 필름 개발” 연구를 수행하여 기존의 필름보다 2배 이상 효율이 증가된 친환경 식품포장 필름을 개발했다.

이번에 개발한 기술은 2008년부터 3년간 총 4억2천만 원의 연구개발비를 투입하여 한국식품연구원 박형우 박사팀과 폴리텍사이언 전승호 박사팀이 공동으로 연구를 수행하여 개발한 기술이다.

개발된 바이오포장필름은 콩나물의 선도를 싱싱하게 연장시키는 것은 물론 사용 후 폐기물이 환경공해를 유발하지 않는 것이 특징이다.

우리나라 폐기물 총 발생량은 약 1억3천만 톤(2009, 환경부 폐기물통계)이며 이중 35%가 포장 폐기물로 연간 4천5백만 톤이 발생된다.

환경 오염원감소, 지구환경보호와 신선식품을 싱싱하게 유지하는 저탄소 친환경 포장재 바이오플라스틱이 기존 PLA 필름의 포장폐기물 50%만 대체해도 년 간 2천3백만 톤의 폐기물 감소가 기대된다. <출처: 한국식품연구원>