온실가스 배출과 이에 따른 환경오염, 기후변화 문제가 대두되면서 탄소중립이라는 개념이 등장했다. 탄소중립이란 인간 활동에 의한 온실가스 배출을 최대한 줄이고, 온실가스를 흡수 및 제거하여 실질적인 배출량을 0으로 만드는 것을 말한다. 탄소 배출 문제를 해결하고 탄소중립 달성과 친환경 산업 확장에 기여하기 위한 탄소 재이용 기술을 연구하고 있는 이제찬 교수의 친환경 탄소 재이용 연구실을 취재했다.

Q. 친환경 탄소 재이용 연구실 소개 부탁드립니다 

우리가 일상생활에서 사용하는 대부분의 물건은 탄소를 포함하고 있습니다. 우리가 쓰고 버린 물건들이 제대로 처리되거나 활용되지 않으면 이런 탄소가 이산화탄소, 온실가스, 환경호르몬, 독성물질 등 인간의 건강과 환경에 악영향을 주는 여러 형태로 배출됩니다. 친환경 탄소 재이용 연구실에서는 일상생활에서 배출되는 다양한 폐기물(폐플라스틱, 전자 쓰레기, 폐배터리, 분뇨, 음식물쓰레기 등)과 같은 유휴 저활용 탄소를 친환경적으로 처리함과 동시에 에너지, 고부가가치 케미컬, 친환경소재 등 인간의 삶에 유용하게 사용되는 자원으로 재탄생시키는 기술개발에 관한 연구를 수행하고 있습니다. 화학산업 공정에서 화석연료 의존도를 줄일 수 있는 기술 개발에 관한 연구도 진행하고 있습니다. 이를 통해 최근 전 세계적 이슈인 탄소중립 달성은 물론 친환경 산업 분야 확장에 기여하기 위해 노력하고 있습니다.

Q. 친환경 탄소 재이용 연구실의 대표적인 연구 활동은 무엇인가요?

최근에는 난분해성, 생분해성 등 다양한 폐기물로부터 모노머 등 고부가가치 케미컬, 환경복원 소재, 촉매 등 친환경 기능성 소재를 생산하는 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 또한 폐기물로부터 수소, 배터리 전극 생산 등 기존의 열에너지 회수 방법과 차별화되는 폐기물 에너지화 기술을 연구하고 있습니다. 폐기물의 특성 및 성상에 따라 최적의 성능을 내기 위해 새로운 촉매 개발, 이산화탄소 활용 기술 등 다양한 분야를 접목하여 앞서 언급한 폐기물 자원화 공정을 최적화하는 연구도 진행 중입니다.

Q. 하나의 연구는 어떤 과정과 방법을 통해 진행되나요?

우선 연구실에 처음 들어오면 실험실에서 수행되는 전반적인 연구에 대한 이해를 돕기 위해 관련 논문을 검색하고 내용을 정리하는 과정을 거치게 됩니다. 이를 통해 연구 시 기본적으로 요구되는 이론과 바탕 지식을 쌓게 됩니다. 이후 선배들이 진행하는 연구에 보조로 참여함으로써 실질적인 연구 진행 과정을 직접 체험할 수 있게 됩니다. 이 과정을 통해 학생들은 자연스럽게 자신의 연구 주제를 설정하게 됩니다. 선정된 아이디어는 교수님과의 회의와 예비 실험을 통해 구체화합니다.

기존에 연구실에서 이루어졌던 다양한 연구 방법들을 먼저 습득하고 교수님 및 연구실 인원들과의 교류를 통해 기존 방식을 더욱 창의적으로 풀어나갈 힘을 기를 수 있도록 독려하고 있습니다.

Q. 연구실에서 이루어진 연구들은 어떻게 활용되나요?

연구실에서 얻은 결과들은 모두 SCI급 논문으로 출간되며, 연구 결과가 상업성이 있다고 판단되면 특허 출원을 진행합니다. 현재 우리 연구실에서 발표한 논문의 60% 이상은 JCR 랭킹 10% 이내 저널에 게재되고 있으며, 연구실에서 이루어진 연구 결과들은 최대한 관련 분야 high-impact media에 발표되도록 노력하고 있습니다. 최근에는 학부 연구생의 연구 결과가 저명 SCI급 저널에 게재되기도 했습니다.

여러 논문이 다양한 저널에서 표지논문으로 선정되고 있으며, 연구 결과들을 국내외 학회에서 발표하여 학술상, 논문상을 는 등 다양한 경로로 연구 결과를 발표하여 그 우수성을 인정받고 있습니다.

Q. 친환경 탄소 재이용 연구실에서 연구하고 있는 분야의 앞으로의 비전이 궁금합니다. 

전 세계적으로 탄소중립, 폐기물 대란, ESG 등 관련 연구 분야에 대한 관심이 점차 높아지고 있습니다. 그리고 이 세 가지 키워드를 모두 포함하는 분야가 바로 탄소 재이용 기술입니다. 이런 트렌드에 따라 최근 글로벌 유수의 화학회사들이 폐기물의 화학적 재활용 등 유휴 저활용 탄소 재이용 기술에 많은 투자를 하며 기술 개발에 박차를 가하고 있습니다.

많은 사람들이 탄소중립은 신재생에너지 등으로 달성할 수 있을 것으로 생각합니다. 하지만 에너지는 차치하더라도 기본적인 생존을 포함한 생산, 소비 등 인간의 모든 활동은 탄소를 사용하고 배출해서 인간이 존재하는 한 탄소 배출과 관련된 문제는 끊이지 않을 것입니다.

탄소 재이용 기술은 UN SDGs (유엔 지속가능발전목표) 17개 중 SDG 7(Affordable and Clean Energy), SDG 9(Industry, Innovation and Infrastructure), SDG 12(Responsible Consumption and Production), SDG 13(Climate Action) 등 4개 이상의 목표와 직접적으로 관련이 있습니다. 이렇듯 탄소 재이용 기술은 앞으로 인간의 지속 가능한 삶을 위한 필수 요소가 될 것입니다. 그래서 우리 연구실의 연구 분야는 이런 변화에 선제적으로 대응하기 위해 매우 중요합니다.

Q. 연구실만의 자랑거리가 있다면 무엇인가요? 

우리 연구실은 스스로 연구를 진행하고 발전시키기 위한 최적의 환경이라고 자부합니다. 지도교수이신 이제찬 교수님은 전 세계 상위 1% 연구자(HCR)에 선정될 만큼 실력 있고 연구에 있어 그 능력을 세계적으로 인정받았습니다. 그리고 학생들의 연구를 항상 우선순위로 하며 든든한 지원군이 되어 주십니다. 실험 과정에서 장애물이 있거나 결과가 좋지 않을 때 꾸짖으시기보다 학생들 입장에서 이야기를 들어주시고 함께 해결책을 고민해 주십니다. 평소 학생의 의견을 존중해 주실 뿐만 아니라 실험 이외에도 학생들과의 커뮤니케이션에 있어 항상 노력하십니다.

구성원 간의 수평적인 분위기도 우리 연구실의 빼놓을 수 없는 장점입니다. 서로 배려를 바탕으로 소통하며 연구에 임하고 있습니다. 연구를 하다 보면 끊임없는 미궁 속에 빠질 때도 있고 결과가 잘 나오지 않는 일도 많은데, 어려움에 부딪힐 때마다 함께 고민하고 서로를 독려하고 응원하며 상부상조하는 관계를 유지하고 있습니다.

우리 연구실은 학회 참가에 지원을 아끼지 않습니다. 국내 학회뿐만 아니라 국제학회에 참가하며 다양한 학술적 경험을 쌓을 수 있습니다. 학회는 자신의 연구 역량을 발전시킬 수 있는 계기가 되며 동시에 프레젠테이션 능력과 유관 분야 전문가와의 소통 능력을 기를 수 있는 의미 있는 시간이 됩니다.

이러한 장점들이 있기에 우리 연구실에서의 경험은 학생 개인에게 충분한 성장 동력이 될 것이라고 자부합니다.

Q. 연구실에 들어가기 위해 필요한 자격이나 능력이 있나요? 어떤 학생이 연구실에 오면 좋을까요?

연구실에 들어오기 위해 특별히 자격이나 능력이 요구되지는 않습니다. 무엇보다 중요한 것은 연구 분야에 흥미와 관심을 가지는 것입니다. 연구 분야에 흥미가 있고 연구에 성실히 임하는 학생이라면 연구실에 문제없이 적응할 수 있을 것입니다. 학부 수준의 화학 및 환경공학 지식이 있으면 도움이 되지만 그렇지 않더라도 연구실에 들어와서 교수님의 지도를 잘 따르고 선배와의 커뮤니케이션에 열정을 가지고 임한다면 큰 어려움 없이 본인 스스로 연구를 수행할 수 있습니다. 같은 연구실 학생은 대학원 시절의 대부분을 함께하는 동료이기도 합니다. 국적, 나이, 이수 과정 등과 관계없이 서로를 이타적인 마음과 배려, 존중을 바탕으로 대할 수 있는 따뜻한 학생이 들어오면 좋겠습니다.

Q. 연구원을 꿈꾸는 학생들에게 한마디 부탁드립니다

많은 학생들이 졸업을 앞두고 취업과 대학원 진학 사이에서 고민하고 있을 것입니다. 연구는 정답이 정해져 있지 않고 스스로 문제를 해결해 나가는 과정입니다. 답답한 순간이 찾아올 수도 있고 많은 시간을 투자했음에도 원하던 결과를 얻지 못할 수도 있습니다. 하지만 끈기를 가지고 도전하면서 스스로 문제를 해결하고 새로운 발견을 할 때의 보람과 성취감은 고된 연구 과정을 잊게 해줍니다.

연구를 통해 얻은 결과를 논문 등으로 발표함으로써 내 이름을 영원히 세상에 남길 수 있고, 더 나아가 세상을 바꾸는 데 기여할 수 있다는 것도 연구원의 멋진 점 중 하나라 생각합니다. 따라서 끈기와 열정을 가지고 이 세상을 긍정적으로 변화시키는 데 기여하고 싶은 마음이 있다면 연구원의 길은 충분히 멋진 선택이라는 것을 알려드리고 싶습니다.

▲ 연구실 홈페이지: https://ecul.net/