글로벌 화학기업 바스프가 '2023 바스프 리서치 컨퍼런스(Research Press Conference)’를 열고 배터리 소재 및 항공분야 등 다양한 산업에서 지속가능한 혁신 제품 및 기술을 선보였다.

바스프 리서치 컨퍼런스는 다양한 산업분야에서 지속가능한 혁신을 선도하는 바스프의 솔루션을 소개하기 위해 진행되는 행사로 매년 11월에서 12월 사이 개최된다. 올해 행사는 멜라니 마스-브루너(Melanie Maas-Brunner) 바스프 최고 기술 책임자 및 이사회 위원을 포함한 바스프 기술 전문가가 참석한 가운데 진행됐다. 

이번 컨퍼런스에서 바스프는 여러 지표를 통해 증명된 바스프 고유의 혁신 역량 및 기술을 토대로 지난 5년간 시장에 출시한 제품의 매출이 지속적으로 성장했으며, 2022년 기준 120억 유로(약 17조원)을 기록했다고 발표했다. 바스프의 혁신 역량은 지난 한 해 동안 1천 건 이상의 특허 출원에서도 확인됐으며, 이를 통해 바스프는 다시 한번 업계를 선도하는 기업으로 인정받았다는 평가다.

마스-브루너 바스프 최고 기술 책임자는 “바스프가 지난해 출원한 특허 중 40%는 지속가능성, 20%는 디지털화에 중점을 두고 있다”며 “화학과 지속가능성은 완벽하게 조화를 이룰 수 있으며, 바스프는 이를 오랜 기간 확인해 오고 있다. 또 바스프는 화학 업계를 선도하는 글로벌 기업으로서 사회의 지속가능한 변화와 한정된 자원의 최적화된 활용을 지원하는 혁신적인 솔루션을 제공하고 있다”고 말했다.

지속가능성 측정의 투명성 향상에 기여하는 ‘Triple S’ 
바스프는 파트너 사의 지속가능성 강화 활동을 지원하기 위해 글로벌 기준을 충족하는 평가 시스템 ‘TripleS (Sustainable Solution Steering: 지속가능 솔루션 관리 시스템)’을 공동 개발했다. 2023년에는 기후 보호, 자원효율성, 순환경제를 지향하는 제품 포트폴리오 구축을 위해 시스템을 업데이트했다.

바스프는 해당 평가방법을 통해 제품의 지속가능성 기여도를 분석하고 파이오니어(Pioneer), 컨트리뷰터(Contributor), 스탠다드(Standard), 모니터드(Monitored), 챌린지드(Challenged)의 다섯 가지 범주로 분류하며, 지속가능성이 미흡한 ‘챌린지드’로 분류될 경우 해당 제품을 5년 이내에 포트폴리오에서 제거하고 있다.

바스프는 오는 2024년 2월 발표 예정인 연간 기업보고서를 통해 다섯 가지 카테고리별 매출 비중을 공개할 예정이다. 또 전체 제품 중 파이오니어와 컨트리뷰터의 매출 비중 목표도 새롭게 발표할 예정이다. 

도로 산업의 탄소감축에 기여하는 ‘B2Last®’
최근 교통량 증가와 극심한 기후변화로 약 10년에서 12년 주기로 도로 정비가 요구되고 있다. 이 가운데, 바스프의 B2Last®는 도로의 내구성을 강화하는 동시에 도로 건설 과정에서 발생하는 탄소발자국을 감축하는 혁신적인 역청 첨가제로 주목받고 있다.

B2Last®는 이소시아네이트 기반의 반응성 첨가제로 역청의 개별 구성요소를 교차 결합하여 고분자 망을 형성한다. 이를 통해 역청의 탄력성을 개선, 저온부터 고온까지의 다양한 환경에서 도로의 내구성과 균열 저항성을 높일 수 있다. 또한 더 낮은 온도로 도로포장이 가능하기 때문에 도로 건설 과정에서 역청을 통해 유발되는 이산화탄소 배출량을 65% 줄일 수 있다. 

B2Last®는 도로포장 빈도를 낮추고, 포장 과정에서 에너지 소비량을 줄이는 동시에 아스팔트 혼합물에서 사용되는 재생(재활용) 아스팔트 비중을 높여 탄소 감축에 기여한다.

항공기의 항력을 감소시키는 ‘노바플렉스 샤크스킨’
바스프는 루프트한자 테크닉(Lufthansa Technik)과 함께 항공기의 항력을 줄여 탄소 감축에 기여하는 혁신적인 솔루션 ‘노바플렉스 샤크스킨(NovaFlex SharkSkin)’을 공동 개발했다.

항공기의 항력이 줄어들면 연료 소비량을 줄일 수 있고, 자연히 이산화탄소 배출량도 감소한다. 이러한 이유로 항력을 줄이는 솔루션에 대한 연구는 1980년 이래 꾸준히 진행되어 왔다. 

바스프와 루프트한자 테크닉은 물 속을 헤엄칠 때 저항을 줄이는 역할을 하는 미세한 돌기가 있는 상어의 피부로부터 영감을 받아 50 마이크로미터 높이의 리블렛(Riblet)으로 이루어진 기능성 필름인 노바플렉스 샤크스킨을 개발했다. 

이 혁신적인 필름은 항공기 표면의 저항을 줄이며, 자외선을 차단하고 급격한 온도 변화와 기계적 응력을 견딜 수 있으며, 현재 루프트한자 카고(Lufthansa Cargo)의 모든 777F 화물기와 스위스 국제항공(SWISS) 보잉 777-300ER 여객기에 적용되었다. 공기 흐름과 관련된 항공기 부품에 노바플렉스 샤크스킨을 적용 시, 항력을 1.1% 감소시킬 수 있다. 

이를 통해 보잉 777-300ER 여객기 기준, 연간 400톤의 등유를 절약할 수 있으며, 이는 약 1250톤의 이산화탄소를 감축하는 효과와 동일하다. 향후 항공기 동체의 보다 넓은 부분에 노바플렉스 샤크스킨을 적용할 경우, 항력을 3% 줄일 수 있을 것으로 예상된다. 

바스프는 노바플렉스 샤크스킨 기능성 필름을 기타 산업에도 활용하기 위해 활발히 연구를 진행하고 있다. 노바플렉스 샤크스킨을 풍력 터빈의 날개에 부착할 경우, 전기 생산 효율성을 높일 수 있다. 또한, 해당 필름을 선체에 부착할 경우, 연료 소비량을 줄일 수 있다.

피부 밀도 개선을 통해 이마 주름을 줄이는 ‘프로바이오리프트(Probiolift®)’
바스프는 피부에서 발견되는 성분 분석을 통해 주름을 개선하는 혁신적인 화장품 활성성분 프로바이오리프트(Probiolift®) 도 소개했다.

바스프는 연구를 통해 락토바실러스 크리스파투스(Lactobacillus crispatus) 박테리아는 젊은 사람의 눈가 피부에는 풍부한 성분이지만, 나이 든 사람의 주름에서는 발견되지 않는다는 사실을 발견했다. 바스프 이를 토대로 체외 실험을 진행했으며, 박테리아가 피부 세포 내 콜라겐 생성을 촉진한다는 것을 검증했다.

해당 연구 결과에 따라 개발된 바스프의 프로바이오리프트(Probiolift®)는 피부에서 발견되는 락토바실러스 크리스파투스 생 프로바이오틱이 함유된 최초의 화장품 활성성분이다. 바스프는 무작위 이중맹검법을 통한 임상시험으로 해당 활성성분이 피부 밀도를 크게 개선하며 이마 주름을 줄일 수 있다는 사실을 검증했다. 

프로바이오리프트는 높은 에너지 효율성을 지닌 특별한 발효 공정을 통해 생산된다. 바스프는 발효 과정에서 표면에 뜨는 상청액을 사용하여 또 다른 활성성분인 포스트바이오리프트(Postbiolift®)를 생성하는 지속가능한 방식을 사용한다. 포스트바이오리프트에는 락토바실러스 크리스파투스에서 생성되는 대사 물질이 함유되어 있어 탄력 및 눈가 주름을 개선하는 데 도움을 준다.

잡초 억제를 위한 스마트 스프레이 솔루션 ‘원 스마트 스프레이’
바스프는 잡초 억제를 위한 최첨단 스마트 스프레이 솔루션 원 스마트 스프레이(ONE SMART SPRAY)도 소개했다.

농경지에 발생하는 잡초로 인해 작물의 30% 이상이 손실되고 있는 가운데, 대부분의 농장에서는 표준 투여 용량에 따라 제초제를 밭 전체에 분무하는 방식으로 잡초를 관리하고 있다. 바스프는 이러한 문제를 해결하고, 보다 정확하고 지속가능한 방법으로 잡초를 관리하기 위해 2021년 보쉬(BOSCH)와 합작사를 설립하여 원 스마트 스프레이를 개발했다.

소프트웨어와 하드웨어를 통합하는 혁신적인 솔루션인 원 스마트 스프레이는 바스프의 디지털 농경 플랫폼인 자비오(xarvio®)를 통해 줄뿌림 작물에서 잡초를 실시간으로 자동 감지하고 처리한다. 또한 제품 연구팀은 개발 과정에서 잡초 관리 추천 기능을 포함한 잡초 감지 임계 논리를 기반으로 전용 소프트웨어 모듈을 추가로 제작했으며, 보쉬의 기술력을 통해 식물과 잡초를 감지하는 최첨단 카메라, 센서 및 알고리즘 등의 요소를 보완했다. 이를 통해 바스프는 농가에 최적의 제초제 사용 시기, 제품, 용량 등을 포함한 맞춤형 전략을 제공한다.

바스프와 보쉬는 지난 몇 년간 북미, 남미, 유럽 지역 농가에서 해당 솔루션을 테스트하며 정밀 툴을 개발했으며, 이를 통해 콩, 해바라기, 목화, 옥수수 및 카놀라 재배 환경에서 650여 종의 잡초를 경제적이고 친환경적으로 방제할 수 있게 되었다.

원 스마트 스프레이가 장착된 분무기 사용 시, 1헥타르당 백만 개가 넘는 데이터포인트가 수집 및 처리되며, 잡초 감지 및 제초제 집중 분사까지 밀리 초 정도밖에 걸리지 않는다. 또한, 성장 조건 및 잡초 압력에 따라 사용되는 제초제 양을 3분의 2 이상 줄일 수 있다.

배터리 소재의 미래를 앞당기는 혁신적인 R&D
마지막으로, 바스프는 배터리 소재 밸류 체인에 걸쳐 발생하는 환경발자국을 획기적으로 줄이는 것을 목표로 양극활물질, 생산공정, 폐배터리 소재 재활용의 세 가지 영역에 집중하고 있다. 친환경 전기로 구동되는 전기차는 운행 중 이산화탄소를 배출하지 않지만, 전기차 배터리에 사용되는 양극활물질(CAM) 생산은 상당히 자원 집약적인 산업이기 때문이다.

전기차에 사용되는 리튬이온 배터리의 성능, 안전성, 비용은 혁신적인 양극활물질 개발에 달려있다. 바스프는 오랜 연구개발 노력 끝에 배터리 소재의 성능에 결정적인 영향을 미치는 요소인 소재의 구성, 다양한 입자 크기 및 분포, 다공성 및 표면 속성 변경 등에 대한 다양한 접근법을 고안해 냈으며, 고객의 니즈에 따른 맞춤형 솔루션을 제시할 수 있게 되었다.

바스프 연구원들은 배터리 성능은 유지하면서 니켈, 코발트 등 비싼 원재료의 투입량을 줄일 수 있는 정교한 양극활물질 생산공정을 구축했다. 뿐만 아니라 개별 공정 단계에서 에너지와 자원 효율성 향상 및 재생에너지 사용을 위해 꾸준히 노력하고 있다.

배터리 소재에서의 지속가능성 실현을 위한 중요한 요인은 리튬, 니켈, 코발트, 망간 등에서 재활용 금속의 비중을 높이는 것이다. 바스프는 연구를 통해 재활용 과정에서 이러한 금속의 수율을 높이는 동시에 화학물질의 사용을 줄이는 것에 집중하고 있다.  /나무신문