탄소중립과 기후변화 대응을 위한
‘기후기술’ 연구에 매진

전 지구적 당면 과제가 된 ‘탈 플라스틱’을 실현하기 위해 플라스틱 대체 소재 개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 김영모 교수 연구팀이 진행한 바이오매스 기반 포스트 플라스틱 대체 소재 개발 연구는 ‘2024 국가연구개발 우수성과 100선’에 선정됐다. 국가연구개발 우수성과 100선은 과학기술정보통신부가 매년 산업통상자원부, 보건복지부, 중소벤처기업부 등 각 부처에서 추천한 정부 지원 연구개발 과제 중 연구 성과의 우수성을 심사해 선정한다. 김영모 교수의 연구는 단 2개만 선정된 환경·에너지 부문의 우수 연구로 꼽혔다. 부문별 추천 연구도 높은 경쟁률을 뚫고 오른 것인데, 그렇게 오른 부문별 추천 연구 성과들과의 경합과 심사를 거쳐 최종 100선에 선정된 것이다.

국가연구개발 우수성과 100선에 뽑힌 김영모 교수의 연구는 곰팡이나 버섯 같은 균사체를 기반으로 폐바이오매스를 이용해 플라스틱 대체 소재를 개발하는 것이다. 귤껍질, 왕겨 같은 농업 부산물에 버섯 균사체가 자랄 수 있는 환경을 조성한 후 버섯 균사체를 키우면 뿌리가 실타래처럼 자란다. 이렇게 단단하게 자란 균사체를 100℃에서 가열하면 균사는 죽고 형체만 남는데, 이를 플라스틱 대체 소재로 활용할 수 있다.

“가죽 느낌과 비슷해 버섯 가죽이라고도 합니다. 핸드폰 케이스나 전자제품을 포장할 때 사용하는 스티로폼 완충재 등을 만들 수 있죠. 본 기술은 비식용 식물계 폐바이오매스를 이용해 바이오 기반 특성과 생분해성을 동시에 만족시키는 기술입니다. 이를 통해 석유 기반 폴리스타이렌 폼 포장재를 대체할 수 있는 바이오 플라스틱을 생산할 수 있습니다.”

이뿐만이 아니다. 상하수도 처리에 소모되는 에너지를 절감하기 위해 하수의 유기성 폐자원을 바이오 가스로 전환해 하수 처리장의 전기나 열원으로 활용하는 기술도 개발했다. 이렇게 하수처리시설에서 발생하는 온실가스 배출을 저감하고, 유기성 폐기물을 혐기소화(무산소 상태에서 생분해성 유기물이 미생물에 의해 분해되는 과정)해 에너지를 생산하는 자원화 기술을 개발해 한국수자원공사와 한국물학술단체연합회에서 공동 시상하는 K-WATER 학술상을 받았다.

김영모 교수 연구팀이 진행한 ‘바이오매스 기반 포스트 플라스틱 대체 소재 개발 연구’가 ‘2024 국가연구개발 우수성과 100선’에 선정됐다.

이 외에도 김영모 교수가 이끄는 ‘자원회수형 수처리 공정 연구실’은 그동안 수계 내 미량오염물질 및 미세플라스틱을 저감하여 수자원을 효율적으로 확보하기 위한 상하수도 인프라 개선 연구, 인공지능 기반 수처리 공정 연구 등으로 국제 저명 학술지에 118건 이상의 연구 논문을 발표한 바 있다. 또한 6건의 특허를 등록했는데 이 중 3건은 외부 산업계에 기술을 이전했다. 이렇게 탄소중립과 기후변화에 대응하기 위한 다수의 연구 성과를 인정받아 과학기술정보통신부장관 표창도 받은 것이다.

수처리 공정 연구부터 유기성 폐기물 자원화를 통한 바이오에너지 생산기술 및 폐바이오매스 기반 생분해 플라스틱 제작 기술에 이르기까지, 김영모 교수 연구팀이 추진 중인 연구는 그 폭이 매우 넓다. 이에 대해 김영모 교수는 기본적으로 미생물을 활용하는 생물학적 기반을 바탕으로 기후기술에 대한 연구를 진행하고 있다고 설명했다.

“기후변화는 전 지구적으로 문제가 돼 이제 기후변화라는 표현을 넘어 기후위기, 기후재앙이라는 말까지 등장했습니다. 기후변화로 인해 이례적인 국지성 호우, 홍수, 가뭄, 기온상승 등 기상 악화 문제가 발생하고 있죠. 이러한 지구의 기후 문제에 대응하기 위한 기술을 ‘기후기술’이라 하는데 신재생에너지 개발, 탄소배출 저감 기술, 자연보호 및 복원 기술, 지속가능한 제품 개발 등이 모두 이에 해당한다고 볼 수 있습니다.”

그러고 보니 책장 위를 가득 채우고 있는, 초록빛이 싱그러운 스킨답서스 화분들과 사탕 케이스를 재활용한 필기구통 등이 눈길을 사로잡는다. 김영모 교수의 연구실에서는 가히 기후기술을 연구하는 연구자의 방다운 면모를 살필 수 있었다.

김영모 교수가 이끄는 ‘자원회수형 수처리 공정 연구실’은 탄소중립형 수처리 공정 연구를 비롯해 기후위기에 대응할 수 있는 기후기술을 연구한다.