카본 파이버 그랜드 챌린지 2단계 완료, 차세대 승자 윤곽 드러나

알버타 비투멘에서 탄소섬유 대량 생산 길 열려

2021년 3월, 알버타 이노베이츠(Alberta Innovates)와 청정자원혁신네트워크(Clean Resource Innovation Network, CRIN)는 카본 파이버 그랜드 챌린지(Carbon Fibre Grand Challenge, CFGC) 1단계를 완료하고 2단계를 출범시켰다고 발표했다. 캐나다, 미국, 호주에서 온 19개 팀이 1단계에 참여했으며, 여러 팀이 알버타 비투멘(천연으로 얻거나 석유 증류 잔여물로 나오는 검은색 점성 탄화수소 혼합물)에서 탄소섬유 가닥을 성공적으로 생산할 수 있음을 입증했다.

1,500만 달러 규모의 3단계 경쟁... 비연소 제품 개발 가속화

CFGC는 총 1,500만 달러 규모의 3단계 경쟁으로, 비투멘 유래 아스팔텐으로부터 단섬유 및 연속 탄소섬유의 대량 생산 경로 개발을 가속화하고 이를 제조 제품에 활용하는 것을 목표로 한다. 이 챌린지는 알버타 오일샌드에 함유된 비투멘으로부터 비연소 제품 및 생산 기술을 개발하려는 알버타 이노베이츠 이니셔티브의 일환이다. 현재 대부분의 비투멘 제품은 휘발유, 경유, 난방유 등 연소에 의한 에너지 생산 용도로 쓰이고 있다.

비투멘 유래 탄소섬유, 환경 영향 현저히 낮아

탄소섬유는 비투멘으로 만들 수 있는 잠재적 제품 중 하나로 꼽힌다. 특히 비투멘 유래 아스팔텐으로 생산한 탄소섬유는 농업 및 임업 부산물 등 다른 원료로 만든 탄소섬유보다 환경 영향이 현저히 작은 것으로 추정된다.

2단계: 대량 생산 및 고성능화, 황·금속 함량 관리 기술 진전

1단계 완료 후 2단계에 진입한 팀들은 더 많은 양의 탄소섬유를 더 높은 성능으로 생산하는 데 집중했다. 또한 아스팔텐 내 황과 금속 함량을 관리하는 기술과 공정도 발전시켰다. 이 단계는 500만 달러 규모의 경쟁으로, 캐나다 정부의 전략혁신기금(Strategic Innovation Fund, SIF)을 통해 CRIN이 300만 달러를, 알버타 이노베이츠가 200만 달러를 지원했다. 지원 마감은 4월 27일이었으며, 2단계 수상자는 곧 발표될 예정이다.

3단계: 2023~2024년 프리커머셜 공정 시연

3단계 시연은 2023년 1월부터 2024년 12월까지 진행되며, 알버타 오일샌드 아스팔텐을 이용한 프리커머셜 탄소섬유 생산 공정의 설계, 개발, 시연이 목표다.

"탄소섬유는 알버타의 방대한 비투멘 매장량을 전통적 용도 대신 활용할 수 있는 현실적이고 실용적인 대안입니다. 알버타 자원에 잠긴 가치는 엄청납니다. 오늘 우리가 하는 일과 이루어내는 발견들은 앞으로 수십 년간 알버타 주민들에게 혜택을 줄 것입니다."

참가 자격 및 자세한 정보

CFGC는 기술 개발자, 산업체(중소·중견·대기업), 산업 협회, 연구개발(R&D) 기관, 고등교육 기관, 비영리 단체, 정부 연구소 등에 열려 있다. 대회 및 자격 요건에 대한 자세한 내용은 알버타 이노베이츠 웹사이트에서 확인할 수 있다.