한양대학교 기계공학과 최준명 교수 공동연구팀과 한국생산기술연구원이 함께 품성이 떨어지거나 폐처리 예정 저품질 탄소섬유를 재활용해 저렴하면서도 내구성 높은 해상태양광 부력체를 제조하는 기술을 개발했다.

최준명 교수 공동 연구팀은 해상부력체 신소재로 '탄소섬유복합재'에 주목하고, 폐기되거나 싼값에 팔리는 저품질 탄소섬유를 재활용할 수 있는 업사이클링 기술 개발에 나섰다. 

연구팀은 탄소나노튜브와 금속 입자의 복합화 실험 도중 탄소섬유 표면을 카메라 플래시처럼 짧지만 순간적으로 높은 빛에너지에 노출시킬 경우 탄소섬유와 플라스틱 수지 간 표면 결합력이 극대화되는 사실을 우연히 발견했다. 연구팀은 분자동역학 시뮬레이션을 활용하여, 빛에 노출된 탄소섬유 표면에 산소를 포함하는 작용기가 만들어져 나노스케일 영역에서 물리·화학적 인터로킹 효과(서로 맞물려 결합을 강화하는 효과)가 유발되는 것을 확인했다.

이 방식으로 표면처리 된 저품질 탄소섬유는 기계적 특성과 내구성이 크게 향상돼 상용 A급 탄소섬유 대비 약 95%의 성능을 보여줬다.

연구팀은 이러한 발견을 토대로 해상부력체 시제품 제작에 착수, 해수 수조에서 간이 실증을 완료하고 현재 전라북도 새만금방조제 내해에서 현장 실증을 추진하고 있다. 실증 단계에서는 9개의 해상부력체가 1세트로 구성돼 450W급 이상의 태양광패널 27개를 지지하고 있는데, 이 구조물은 2m 높이의 파도를 견디고 실제 해상환경에서 20년간 쓸 수 있는 안정성도 갖췄다.