해상 기름유출 사고는 해양 생태계 파괴는 물론, 방제를 위해 막대한 노동과 비용이 소요되어 대규모 환경 재해로 여겨진다. 엑슨발데즈 원유 유출 사고(24만 배럴 유출, 피해액 2조 5천억원, 알래스카 주 프린스 윌리엄 만, 1989년)는 지금까지 해상에서 발생한 인위적 환경 재해 중 최악의 사건으로 간주되는데, 30년 가까이 지난 현재에도 피해 복구가 완전하지 않은 상태이다. 국내의 예로는 2007년 충청남도 태안군 앞바다에서 발생한 태안 기름 유출 사건(8만 배럴 유출)을 떠올릴 수 있다.
해상 기름유출 사고 시 기름의 확산 방지는 초동 단계의 방제 작업에 의해 성패가 좌우된다. 현재는 부유된 기름을 포위하기 위한 팽창형 커튼식 오일펜스가 주로 사용되며, 유출된 기름이 해안에 도달하는 것을 막기 위한 해안보호용 오일펜스도 함께 활용되고 있다. 하지만, 오일펜스는 고정 또는 예인 시 해수와 바람 등의 방제환경 요인에 의해 많은 영향을 받으며 조류 및 파도에 의해 기능상실이 발생하므로, 이를 극복할 수 있는 새로운 방제기술 개발이 절실히 요구된다.
연구팀은 친유성과 소수성의 성질을 갖는 첨단 나노재료인 그래핀(graphene) 구조체를 제작하여 오염된 해수로부터 유출된 기름만을 선택적으로 빨아들여 회수하는 고성능 방제장치 기술을 개발하였다. 연구팀의 방제장치는 1m2의 면적당, 1시간 동안 20,000 리터의 기름을 회수할 수 있으며, 회수된 기름은 99.9%의 순도를 보여 정제 없이 그대로 사용이 가능하다. 특히, 모세관 현상 및 중력을 이용해 별도의 외부동력 없이 작업이 가능하며, 파도가 높게 치는 환경에서도 방제가 성공적으로 수행됨을 실험을 통해 증명하였다. 원유는 물론 디젤, 가솔린, 벤젠, 헥산 등 다양한 유기용매를 사용한 실험에서도 99.9% 이상의 높은 방제성능을 보여 해상 기름유출 정화를 위한 차세대 원천기술로 평가된다.
(왼쪽부터) 서울대학교 기계항공공학부 김용협 교수, 화학생물공학부 이홍희 명예교수,
인하대학교 기계공학과 강태준 교수