폐기물을 에너지로…자원 순환형 에너지 공정 실현

전남대학교 화학공학부 학생들이 폐기물 처리의 한계를 넘어 ‘자원 순환형 에너지 공정’의 새로운 가능성을 열었다.

학생들은 화학공정의 혁신적 설계를 통해 환경문제 해결과 지속가능한 에너지 확보의 실마리를 실험적으로 입증하며, 미래 친환경 에너지 전환의 주역으로 주목받고 있다.

16일 전남대학교에 따르면 화학공학부 학생들이 한국화학공학회가 주최한 ‘2025 Chem Frontier 화학공학 대학생 창의설계 경진대회’에서 동영상 부문 대상을 수상했다.

대상을 수상한 ‘그 이정재 아닙니다’ 팀(팀장 최은지 외 9명·지도교수 김동훈)은 폐플라스틱과 바이오매스를 함께 열분해(Co-pyrolysis)하여 바이오오일을 생산하고, 그 과정을 디지털 분석 장비를 통해 정밀하게 분석했다.

이를 통해 환경문제 해결과 지속가능한 에너지 확보에 기여할 수 있음을 실험적으로 입증했으며, 창의성과 공학적 완성도에서 높은 평가를 받았다.

이 팀은 특히 폐플라스틱 열분해 과정에서 발생하는 탄화수소계 성분에 주목해, hemicellulose 함량이 높은 커피 찌꺼기를 함께 열분해함으로써 반응성을 개선하고 에너지 회수 효율을 극대화했다.

또 GC·MS(기체크로마토그래피·질량분석기)와 TGA(열중량분석기) 등 첨단 디지털 분석 장비를 활용해 생성물의 조성·반응 특성·온도 의존성을 정밀하게 규명하며 실험의 신뢰도를 높였다.

연구 결과, 커피 찌꺼기의 산소 함유량과 빠른 분해 특성이 플라스틱 단독 열분해보다 균형 잡힌 연료유(bio-oil) 조성을 형성하는 데 기여하는 것으로 나타났다.

이를 통해 전남대 팀은 단순한 폐기물 처리 단계를 넘어 ‘자원 순환형 에너지 시스템’으로 발전할 수 있는 과학적 근거를 제시했다는 평가를 받았다.

팀을 이끈 최은지 학생은 “환경문제 해결의 실마리를 화학공정에서 찾을 수 있다는 점이 흥미로웠고, 직접 실험과 분석을 수행하며 이론을 실제로 구현한 경험이 매우 뜻깊었다”며 “앞으로도 화학공학을 통해 지속가능한 에너지 전환에 기여하고 싶다”고 소감을 밝혔다.

한편, 포스터 부문에서도 두 팀이 수상의 영예를 안았다.

‘정화조’ 팀은 ‘슈퍼 박테리아 대응형 MOF : 냉각 속도 제어 UiO-66의 항생제 흡착’을 주제로, 금속·유기 골격체(MOF)를 이용해 축산업 오염수 속 항생제를 선택적으로 흡착·제거할 수 있는 정화 소재를 설계해 장려상을 받았다.

또한 ‘gasi9’ 팀(팀장 유동욱 외 7명)은 ‘가시박과 왕겨를 활용한 규소 첨가형 바이오 이차전지 음극재 개발’을 주제로, 버려지는 생물자원으로부터 규소·탄소 복합체를 합성해 차세대 리튬이온전지 음극재로 적용하는 친환경 기술을 선보여 은상을 수상했다.

이들은 자연 유래 실리카를 활용해 제조 공정을 단순화하고, 전극의 전기화학적 안정성과 용량 유지율을 향상시킨 점에서 높은 평가를 받았다.

김동훈 화학공학과 교수는 “이번 수상은 전남대학교 화학공학부가 미래 에너지·환경 분야를 선도할 창의공학 인재 양성의 중심지로 자리 잡고 있음을 보여주는 성과로 평가된다”고 밝혔다.