▲ 사진=픽사베이

[월간 기후변화 =전태수 기자] 다이아몬드의 기원은 지구 내부에서 형성된 탄소가 극도로 높은 압력과 온도에서 결정체로 변화한 것다. 지하 깊은 곳에서 압력과 온도가 높은 환경에서 오랜 시간 동안 형성된 다이아몬드는 지각 변동으로 지표면에 드러나게 된다. 이후 지하수나 운하 등으로 흐르는 물로부터 발견되어 지상으로 나오게 되며, 채굴과 가공을 통해 보석으로 가공되어 판매된다.

다이아몬드가 발견된 지역은 전 세계적으로 다양하다. 하지만 상당수의 다이아몬드가 발견되는 지역은 탄소가 많이 존재하는 광물인 깊은 지하에서 형성되어 지각 변동에 의해 지표면으로 나오게 된 지역이다다. 대표적인 다이아몬드 생산국으로는 남아프리카 공화국, 러시아, 캐나다, 호주 등에서 많이 나온다.

다이아몬드를 만드는 대회?

기후변화의 원인이 되고 있는 탄소를 줄이기 위해 CO2를 가공하여 다이아몬드를 만드는 기술은 "화학적 기상학적 증착법(CVD)"이라는 기술로, 일반적으로 탄소 기반의 가스를 이용하여 다이아몬드를 합성한다. 이 기술은 천연 다이아몬드와 유사한 물리적 및 화학적 특성을 가진 인조 다이아몬드를 만들어 내는 건데 이걸 대회로 만들어 CO2를 줄이자는 취지의 대회가 열렸다.

탄소 포집 기술의 개발은 현재도 진행 중이며, 총 3가지 방법으로 분류된다 첫째, 전통적인 포집 기술로, 대기 중의 CO2를 화학적으로 포집하는 방법이다. 둘째, 생물학적 기술로, 식물이나 미생물 등을 이용하여 CO2를 포집하는 방법, 셋째, 지질학적 기술로, CO2를 지하에 저장하는 방법이다.

▲ 사진=일론머스크(사진/픽사베이)

일론머스크의 1억달러투자 CVD기술

이런기술들이 존재하지만 탄소 포집 기술은 아직 비용이 매우 높아 수요가 어려운 가운데 일론 머스크가 1억 달러의 현상금을 놓고 탄소 포집 기술 개발을 독려하고 있지만, 여전히 기술적인 도전과 비용적인 문제가 남아있다.

CVD기술은 먼저, 탄소 기반의 가스를 가열하고 그 가스가 반응기에 채워진다. 그 다음, 가스 분자들이 이온화되어 플라즈마 상태가 되고, 이 플라즈마 상태의 가스 분자들이 기판 위로 증착된다. 이 과정에서 탄소 분자들이 기판 상에 결정체로 성장하면서 인조 다이아몬드가 생성되는 것이다.

이러한 CVD 기술을 이용하여 인조 다이아몬드를 생산함으로써, 천연 다이아몬드 채굴에 따른 환경 파괴 및 인권 문제를 해결할 수 있으며, 탄소 배출량을 줄이는 등의 환경적 이점이 있다.

CVD는 "화학적 기상학적 증착법(Chemical Vapor Deposition)"의 약자이다. 이는 고체 물질의 박막을 형성하는 공정 중 하나로, 반응기 내에 기체 물질을 공급하여 물질이 고체로 증착되는 것을 의미한다.

CVD는 다양한 산업에서 사용되고 있으며, 인공 다이아몬드, 반도체 소자, 태양 전지 패널 등의 제조에 널리 사용되고 있다.

▲ 사진=픽사베이 제공

왜? 다이아몬드 만들기 대회를 개최했을까?

전 세계적으로 온실가스를 포집하여 산업공정의 원료로 활용하는 기술 개발이 진행되고 있다. 이는 지구 온난화 문제를 해결하고 친환경적인 산업 발전을 도모하기 위한 노력중에 일환으로 마련됐다.

미국 전기자동차 업체 테슬라의 최고경영자인 일론 머스크는 이러한 노력을 촉진하기 위해 1억 달러의 상금을 내걸고 온실가스 포집 기술 개발 경연대회를 개최했다고 밝혔다.. 이 대회는 1기가톤 이상의 이산화탄소를 포집할 수 있는 기술을 개발하는 것을 목표로 하고 있다고 머스크는 밝혔다. 최종 1위 팀은 5000만 달러의 상금이 주어진다고 말했다.

이러한 경쟁은 온실가스 문제를 해결할 수 있는 기술의 발전을 촉진하고, 친환경적인 산업 발전을 이끌어내는 데 큰 역할을 할 것으로 기대했다.