친환경 미세조류 시멘트

친환경 미세조류 시멘트

University of Colorado Boulder(콜로라도 볼더대학)은 광합성을 통해서 자연적으로 석회입자를 생성하고, 그 결과 건물을 만들 수 있는 시멘트로 변환이 가능한 미세 조류종인 coccolithophores를 발견하였습니다. 이 미세조류 종을 활용하면 친환경적인 시멘트를 만들 수 있을 것이라고 합니다.

 

시멘트 제조 과정

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현대 건설에서 필수적인 시멘트는 탄소 집약적인 공정으로 인해 전 세계 연간 온실가스 배출량의 약 4 ~ 8%를 차지합니다. 석회석은 시멘트의 핵심 성분이지만 시멘트 혼합물에 석회석을 추가하는 것은 엄청난 에너지 소모와 이산화탄소를 발생시킵니다. 먼저 땅에서 석회석을 추출하고, 부순후 높은 온도에서 구운 다음 혼합처리 합니다. 이 과정에서 엄청난 양의 화석 연료가 연소되고 결과적으로 이산화탄소도 방출됩니다.

 

석회암 대체 가능한 미세조류의 발견

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미세조류 시멘트는 2017년 한 과학자가 태국으로 스노클링 여행을 하면서 영감을 얻어 개발되었습니다. 재료 과학자인 Wil Srubar는 태국의 산호초를 방문하여 석회암의 주요 구성 요소인 탄산칼슘에 의해 자연적으로 구조가 형성되는 방식에서 영감을 얻었습니다. 그는 이 자연적 과정을 활용하여 보다 환경 친화적인 방식으로 물질을 생산할 수 있는지 궁금해 하였고, coccolithophores라는 미세조류를 사용해 실험하였습니다.

마이크로 현미경으로 촬영한 coccolithophores 세포의 모습

이 작은 생물은 광합성을 통해 자연적으로 이산화탄소를 격리하고 저장하며, 햇빛과 바닷물을 사용하여 산호초보다 빠른 속도로 탄산칼슘으로 전환합니다. 이것은 또한 수온에 상관없으며 바닷물과 민물 모두에서 서식이 가능해 전 세계에서 재배할 가능성이 높다고 밝혔습니다.

생물학적 석회석의 개발

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그는 coccolithophores를 사용하여 생물학적으로 성장한 석회석을 생산했습니다. 이 석회석은 채석한 석회석을 대체하여 탄소발자국이 훨씬 낮은 콘크리트를 만드는 데 사용하였습니다.

 

coccolithophores 배양 및 배양된 석회물질로 라임스톤 벽돌을 만듬

 

Srubar는 이 기술을 계속 개발하고 생체 석회석 기반 시멘트생산을 확대하기 위해 미국에너지부로부터 미화 320만 달러의 보조금을 받았습니다.

 Srubar는 미국의 시멘트 수요를 충족시키기 위해 충분한 미세조류를 재배하려면 옥수수를 재배하는 데 사용되는 토지의 1%에 불과한 1 ~ 2백만 에이커의 연못이 필요하다고 계산하고 있습니다. 또한, 전 세계적으로 이 기술을 적용하면 매년 20억 기가톤의 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있다고 말하고 있습니다.

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