고려대학교(총장 김동원) 옥용식 교수 연구팀이 스위스 취리히연방공대(ETH), 중국 칭화대 연구진과의 국제공동연구를 통해 인공지능(AI)을 이용, 고효율 이산화탄소 흡착제인 바이오차(Biochar)를 대량으로 생산할 수 있는 시스템을 개발했다고 밝혔다.
이번 연구는 환경분야 최상위 국제학술지 환경과학기술(Environmental Science & Technology, ES&T) 3월호에 온라인 게재되었으며, 저널 표지(Cover) 논문으로 선정됐다.
최근 들어 넷제로 및 순환경제가 부각되면서 폐기물을 업사이클링 한 고부가가치 바이오차 소재에 대한 관심이 높아지고 있다. 바이오차(Biochar)란 PET를 포함한 각종 플라스틱, 음식물 쓰레기, 가축 분뇨 등의 폐자원 및 바이오매스에 열분해/가스화 공정을 적용하여 만들어낸 자연모사 탄소 기반 신소재로 지구 온난화의 주범인 이산화탄소(CO₂)를 제거하기 위한 탄소포집저장(CCS) 기술로 주목받고 있다.
바이오차는 기후변화 저감과 함께 가축 분뇨 등 농림부산물을 포함한 바이오매스, 음식물 쓰레기, 폐플라스틱 등 각종 폐기물의 부적절한 관리로 인한 환경오염을 동시에 해결할 수 있는 기후테크로 부각되어 왔으나, 원재료 자체의 구조적 특성이 상이하여 고효율의 CO2 흡착제로 제조하는 과정이 매우 복잡한 것으로 알려져 대량생산 시스템 구축에 어려움을 겪어왔다.
이에 옥용식 교수팀은 화공공정 분야의 세계적인 석학인 스위스 취리히연방공대(ETH) Javier Perez-Ramirez 교수, 그리고 인공지능 분야의 석학인 칭화대학교 Xiaonan Wang 교수와의 국제공동연구를 통해 고효율의 이산화탄소 흡착/제거를 위한 능동학습 기반의 바이오차 합성 기술 개발에 성공했다고 밝혔다.
옥용식 교수는 “이번 연구를 통해 각종 폐기물에서 유래된 바이오차의 이산화탄소 흡착을 보다 정확하게 예측하고 인공지능을 활용 고효율의 흡착제 생산를 위한 최적의 합성법을 제시할 수 있을 것으로 기대한다”라며 “바이오차는 탄소 네거티브(Carbon negative) 기술로 넷제로와 함께 토양 및 물 환경을 개선함으로써 UN의 지속가능발전목표를 달성하는 데에도 큰 역할을 할 것이다”고 전했다.
이어 옥 교수는 “바이오차를 대량 생산하여 넷제로 기술의 상용화를 이룰 수 있도록 환태평양대학협회(APRU) 지속가능한 폐기물 프로그램을 발족하였으며, 미국 스탠포드대학교를 포함한 전세계 주요 연구기관들과 대규모의 상용화 연구를 진행하고 있다”라고 말했다.
옥용식 교수는 구글스칼라 기준 2023년 한해 논문 인용이 2만회를 초과하였으며, 한국연구재단이 발간한 ‘2011~2021년 주요국의 피인용 상위 1% 논문실적 비교분석 보고서’에서 물리학 분야 김기남 한국공학한림원 회장 겸 삼성전자 SAIT(삼성종합기술원) 회장, 컴퓨터과학 분야 카이스트 최완 교수와 함께 환경 및 생태학 분야에서 대한민국 분야별 최다 피인용 논문 게재자로 선정됐다.
특히 세계 최고 권위의 학술지 네이처와 ESG의 환경 필라를 주제로 기업의 지속가능성을 논의하는 ‘ESG 네이처 포럼’을 전 세계 최초로 한국에 유치하고 고려대 경영대학 이재혁 교수(고려대 ESG 연구원장)와 공동대회장을 맡아 대한상공회의소 및 국제 ESG 협회 주관으로 서울에서 성황리에 개최한 바 있다. 이번 연구 성과는 한국연구재단 중견연구자지원사업, 교육부 자율운영형 중점연구소 사업 및 오정리질리언스연구원의 지원으로 수행됐다.
