버려진 대게 껍질이 화학물질을 대체할 수 있다면 어떨까요? 타이달 비전(Tidal Vision)이란 미국 스타트업체는 게, 새우 등 갑각류 껍질을 가지고 무독성을 띈 생분해성 고분자 물질인 키토산을 만들고 있는데요. 바이오 물질은 인체에 무해하며, 저렴한 비용으로 생산할 수 있다고. 이런 기술을 ‘녹색 화학(Green Chemistry)’이라 부른단 사실!
 

녹색 화학이 뭐야? 🧪

녹색 화학은 화학 공정에서 해로운 화학 원료, 시약, 용매 등 화학 제품 사용을 줄이거나, 유해 물질 발생을 최소화 하는 기술인데요. 지속가능한 화학, 그린 화학, 그린 케미컬 등으로도 불려요. 녹색 화학은 오염을 방지하고, 에너지와 물 등 자원 소비를 최대한 줄이는 것에 초점이 맞춰져 있죠. 녹색 화학의 이점을 구체적으로 설명하면.

  • 인체 무해 👨‍⚕️: 일반 화학물질은 전통적으로 대기·수질·토양 오염을 동반하는데요. 녹색 화학은 전체 생산 과정을 깨끗하게 만들고, 무독성과 재생 물질 등을 사용해 사람에게 덜 해롭다고. 소비자들은 안전하게 제품을 사용할 수 있고, 화학 산업 종사자들도 독성 물질의 사용 감소 등을 통해 안전성이 향상된다고 해요.
  • 자원 낭비 감소 👨‍🔬: 화학 산업에서 이용되던 원료 상당수는 석유 등 고갈성 자원으로부터 만들어졌는데요. 녹색 화학은 원료의 생산 단계에서부터 농업 및 수산부산물 등 폐기물을 재사용하거나, 자원순환이 가능한 원료들을 이용한다고 해요
  • 에너지 효율 증가 👩‍🔬: 동일한 양의 화학물질을 얻는다고 가정하면, 녹색 화학은 일반 화학보다 더 적은 양으로 공급 원료를 소비하면서 에너지 효율은 증대하는 방향으로 나아간다고.

 

+ ‘녹색 화학’이란 개념은요 🇺🇸
미국 환경보호국(EPA)에 의해 처음 나왔는데요. 1990년 ‘연방 오염방지 법령(Federal Pollution Prevention Act)’과 함께 미국 공공정책의 일환으로 오염 예방를 위해 도입됐다고. 유해물질이 나오면 사후 처리하는 것이 일반적인 통념이었는데, 앞으로는 생산 공정에서부터 유해물질을 고려해야 한다는 개념이 새로운 패러다임을 열었다고 해요.

 

© Tidal Vision, 홈페이지 갈무리

잠재성이 무궁무진한 것 같아!🧪

맞아요. 최근 미국 컨설팅 기업 프레스카우터(PreScouter)는 보고서를 통해 녹색 화학이 차세대 산업 혁명이 될 수 있다고 밝혔는데요. 회사 측은 녹색 화학이 모든 산업에 영향을 끼칠 정도로 충분한 잠재성을 보유하고 있고, 우리가 직면한 여러 환경 문제를 녹색 화학이 해결해줄 수 있다고 분석했죠. 또한, 전문가들은 녹색 화학으로의 전환이 필연적인 흐름이라 보고 있는데요. 현재 각국 정부와 산업계, 학계 모두 녹색 화학으로 전환하기 위해 노력 중이라고.

 

+ 녹색 화학은 ’12가지 원칙(원리)’을 따라야 하는데요 👨‍🔬
EPA 소속 폴 아나스타스와 존 워너 박사가 만든 것인데요. ① 폐기물 방지, ② 원자 경제성 극대화, ③유해성이 낮은 화학물 설계, ④ 안전한 화합제품 설계 ⑤ 안전한 용매와 반응조건 사용, ⑥ 에너지 효율 향상, ⑦ 재생가능 원료 사용, ⑧ 화학 부산물 회피, ⑨ 촉매 사용, ⑩ 사용 후 분해되는 화합제품의 설계, ⑪ 실시간 오염 방지 분석 ⑫ 사고 가능성 최소화.

 

구체적인 사례를 알려줬으면 좋겠어! 👩‍🔬

농업 부산물로 비료 생성, 폐기물 원료로 만든 화학물질, 비석유 기반으로 만든 비닐 등이 좋은 예시인데요. 녹색 화학의 대표적인 사례는 생분해성 비닐입니다. 생분해성 비닐봉지는 바이오 플라스틱으로 만들었는데도 잘 찢어지지 않고, 땅 속에서 최대 6개월 이내 100% 분해되죠.

  • 버려진 게 껍질을 갈아서 🦀: 앞서 언급한 타이달 비전의 이야기인데요. 크랙 가스버거 CEO는 어업에 종사는 동안 바다에 버려지는 게 껍질, 새우 껍질 등을 보고 이를 문제로 느꼈다고. 이들은 갑각류에 함유된 풍부한 ‘키틴’과 ‘키토산’에 주목했는데요. 갑각류 껍데기를 수거 후 분말 형태로 갈아, 특정 액체에 섞는 방식이라고. 예전부터 키틴과 키토산은 폐수 처리 과정에서 독성 제거가 가능하고, 의료용 인공 피부나 수술용 봉합실, 작물 성장 촉진제와 천연 비료 등 용도가 실로 다양한데요. 타이달 비전은 연간 500만 갤런 이상을 생산 중이라고 합니다.
  • 닭 깃털을 사용해서 🐓: 컴퓨터 칩 제조를 위해 많은 양의 화학 물질, 물, 에너지가 필요한데요. 미국 델라웨어 대학교의 리처드 울 교수는 컴퓨터 칩을 만들기 위해 닭의 깃털을 사용했다고. 리처드 교수는 깃털에 들어간 단백질 ‘케라틴’을 활용했는데요. 케라틴은 기계적·열적 스트레스를 견디기 충분하고, 가볍고 단단하다고. 깃털의 깃을 제거하고 압력을 가하면 공기층이 있는 얇은 층이 만들어지는데요. 여기에 코팅처리를 가하면, 기존 칩과 유사한 성능을 낼 수 있다고 합니다. 이를 통해 자원고갈과 환경오염을 막을 수 있었다고.
  • 설탕과 콩기름을 혼합해서 🖌️: 유성 페인트는 내구성과 고광택, 안료 목적 등으로 납, 솔벤트, 수지 등 유해물질이 포함되는데요. 다국적 기업인 프록터 앤드 갬블은 석유 기반의 유성을 대체하기 위해 콩기름과 설탕을 혼합해 바이오 기반의 ‘오일(Sofes)’을 개발 했다고. 덕분에 유독한 솔벤트를 50%까지 줄이고, 화학물질 배출도 줄어 공기 질도 좋아졌다고. 여기에 작업자의 안전은 덤. 세계 최대 페인트 제조업체인 셔윈 윌리엄스도 콩기름과 아크릴, 재활용 페트병 등을 혼합해 아크릴 페인트를 만든 바 있다고 해요.