(연구개요) FiberEUse 프로젝트는 복합소재를 재사용하면서 잔류 특성을 복구하는 새로운 솔루션을 개발함
- 복합소재는 여러 산업 분야에서 널리 사용되지만 재활용이 어려움
- 이 개발은 이러한 구조 재료를 보다 비용 효율적이면서 친환경적으로 만들 수 있음
(연구배경) 유리 및 탄소 섬유 강화 플라스틱은 강하고, 가벼우며, 부식에 강하여 금속 부품을 대체하는 용도로 다양한 산업 분야에서 널리 사용되는 첨단 재료임
※ 예를 들어 풍력 터빈 발전기의 날개, 고층 빌딩, 항공기 날개, 스포츠 장비 등에 사용
- 그러나 섬유와 수지의 혼합물은 분리하기가 어려워 재활용에 어려움이 있으며, 결국 수명이 다한 이러한 소재는 극히 일부만 재활용되거나 혹은 그대로 버려지는 경우가 많음
(연구목표) FiberEUse 프로젝트는 부문간 접근 방식으로 복합소재를 재활용하기 위한 새로운 기술을 개발함
※ FiberEUse는 유럽 전역의 연구원, 기관 및 제조업체로 이루어진 컨소시엄
- “아마도 같은 응용에서 소재를 재사용할 수는 없을 것이다. 그러나 여전히 소재의 잔류 특성 중 일부를 유지할 수 있다” (이탈리아 밀라노 폴리테크닉 대학교 기계공학과 부교수, Marcello Colledani)
- FiberEUse 파트너 중 하나인 스포츠 장비 제조업체 Head는 재활용 유리 섬유 합성물로 만든 코어로 최초의 스키를 제작하였음
(연구방법) FiberEUse는 처음부터 혁신적인 수요 중심의 개념을 활용하여 재활용 산업에 접근하는 새로운 방법을 제안함
- 현재 수명이 다한 제품은 일단 재활용되며, 그 후 다른 참여자들은 획득한 재료로 무엇을 해야하는지 이해하려고 시도하는 본질적으로 ‘푸시’ 방법론을 취한다고 Colledani는 설명함
- FiberEUse 프로젝트가 제안한 것은 보다 ‘풀 지향’적인 접근방식임
- “우리는 이 프로세스를 역전시키고자 했다. 즉, 재활용의 시방서와 요구 사항은 제품이 재사용되는 시나리오에서 나와야 한다는 것이다. 우리는 이를 FiberEUse에서 공식화하고 시연하려고 시도하였다.”
(연구내용) 연구팀은 수명이 다한 유리 및 탄소 섬유 합성물의 처리를 위해 세 가지 접근 방식을 기반으로 세 가지 새로운 경로를 개발하고 시험함
① 첫 번째는 재료를 기계적으로 파쇄하는 새로운 방법으로, 이 공정은 과립을 생성하여 이를 처녀 수지 및 섬유와 혼합하여 신제품을 만들 수 있음
- 연구팀은 designaustria와 협력하여 Head의 스키, Novellini의 샤워 트레이 등 다양한 디자인 제품에 이 기술을 사용하여 3개의 데모 제품을 제작함
- 연구팀은 또한 이 혁신을 기반으로 FiberEUse Tech라는 새로운 스타트업을 설립함
② 두 번째 솔루션은 수명이 다한 제품을 제어된 환경에서 400~600°C의 온도에서 처리하는 열화학 재활용을 기반으로 함
- 이 혁신적인 기술은 수지를 손상시키지 않고 섬유를 자유롭게 할 수 있음
- 즉 수지를 모두 복구할 수 있으므로 이러한 종류의 처리에 따른 높은 환경적 영향과 재정적 비용을 상쇄할 수 있음
③ 세 번째 솔루션은 재제조, 용이한 분해, 검사, 수리 및 부품 및 구성품 재사용의 개념을 활용함
- 두 개의 독일 자동차 회사인 EDAG와 Invent가 새로운 모듈식 자동차 부품을 개발함
- 프로젝트 기간 동안 이들은 혁신적인 자동차 플랫폼과 새로운 시트, 그리고 자동차 부품을 쉽게 수리하고 교체할 수 있는, 탈착이 가능한 새로운 특허 접착제를 설계함
ㅇ (기타) 동 프로젝트의 과제 중 하나는 새로운 재활용 복합 제품에 시장을 개방하는 것이었음
- FiberEUse의 파트너인 Holonix는 복합 폐기물 공급업체와 재활용 재료의 최종사용자를 연결하는 온라인 플랫폼과 이러한 재료를 기반으로 설계할 수 있는 디지털 도구를 제작함
- 이러한 오픈소스 온라인 도구는 다른 디지털 서비스와 함께 현재 새로운 EU 자금지원 프로젝트인 DigiPrime에서 추가로 개발되고 있음
FiberEUse
- 펀딩 : SOCIETAL CHALLENGES – Climate action, Environment, Resource Efficiency and Raw Materials
- 기간 : 2017.06.01.~2021.09.30
- 예산 : 약 1,194만 유로 (EU 지원 979만 유로)
- 총괄 : POLITECNICO DI MILANO (이탈리아)
SOURCE : European Commission R&I Success Stories
