국립한국해양대 이준혁 학생, 친환경 발포 지오폴리머 개발
도시 생활 쓰레기 소각 비산재 재활용…국제 학술지 게재 성과
국립한국해양대학교 해양건축공학과 이준혁 석사과정(지도교수 박동천·위광우)이 산업폐기물인 도시 생활 쓰레기 소각 비산재(MSWI Fly Ash)를 활용해 스스로 발포하는 저탄소 지오폴리머 건축소재를 개발했다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 Construction and Building Materials(상위 5%)에 게재됐다.
도시 생활 쓰레기 소각 비산재는 중금속, 염화물, 금속 알루미늄 등을 포함해 전 세계적으로 유해 폐기물로 분류되며, 매립·처리에 어려움이 많다. 연구팀은 비산재 속 금속 알루미늄이 알칼리 조건에서 수소를 발생시키는 반응을 이용해 별도의 발포제 없이도 내부에 기포 구조가 형성되는 발포 지오폴리머를 제조했다. 지오폴리머는 시멘트를 사용하지 않고 산업부산물이나 천연광물을 알칼리 활성화 반응으로 굳혀 만든 차세대 친환경 결합재다.
연구에서는 비산재 함량, NaOH 농도, 알칼리 활성제 비율을 조절해 기포 구조, 강도, 열전도율 등을 분석하고 성능 제어 메커니즘을 규명했다. 이를 통해 단열성과 경량성을 갖춘 건축소재로서 활용 가능성을 확인했다.
이준혁 학생은 “이번 연구는 산업폐기물 처리 문제와 건축소재의 친환경 전환을 동시에 해결할 수 있는 기술”이라며 “향후 발포 안정제와 점도 조절제를 활용해 기포 구조를 정밀 제어하는 후속 연구를 이어갈 계획”이라고 밝혔다.
