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[BRIDGE 유망기술 Fair①] ‘지속가능한 사회’ 지향하는 유망기술
김대은 기자|kde125@kidd.co.kr
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[BRIDGE 유망기술 Fair①] ‘지속가능한 사회’ 지향하는 유망기술

대체 수자원·사업장 대기오염 저감 기술 선보인 ‘BRIDGE 융합연구개발사업 유망기술 Tech Fair’

기사입력 2024-05-29 16:30:51
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[BRIDGE 유망기술 Fair①] ‘지속가능한 사회’ 지향하는 유망기술
‘BRIDGE 융합연구개발사업 유망기술 Tech Fair’ 기술 설명회 전경

[산업일보]
AI(인공지능), 자율주행, 자동화 등 기술의 발전은 우리 사회를 빠르게 변화시키고 있다. 이러한 혁신 기술들은 다양한 산업 분야를 넘나들며 영향을 끼치고 있다.

과학기술정보통신부는 이에 대응하고자 2021년 ‘브릿지융합연구개발사업’을 시작했다. 국가연구개발사업으로 창출된 연구 성과들을 융합해 실용화를 추진하는 사업이다.

원천기술과 사업화 기술의 간극을 채워주는 ‘중간 다리’ 역할을 함으로써 핵심 원천기술의 실용화 가능성을 검증하고 새로운 가치를 창출하겠다는 것이다.

이 사업을 주관하고 있는 광주과학기술원(GIST)의 브릿지융합지원센터는 28일 삼성동 코엑스(COEX)에서 ‘BRIDGE 융합연구개발사업 유망기술 Tech Fair’를 개최했다.

이번 행사에서는 사업화 유망기술을 소개하고, 필요한 기술이전 또는 투자를 위한 1:1 상담회를 진행했다. 본보에서는 7개 연구단의 기술 설명회를 통해 기술개발 현황과 비전을 살펴봤다.

[BRIDGE 유망기술 Fair①] ‘지속가능한 사회’ 지향하는 유망기술
한국과학기술연구원 송경근 박사

심각해지는 물 부족 문제, 태양열과 막증류 기술 융합해 바닷물 담수화
‘기후위기’가 지구촌의 꾸준한 중요 의제로 지목되고 있는 만큼, 브릿지융합연구개발사업에도 환경 문제 대응 기술을 개발하는 연구단들이 포함됐다.

한국과학기술연구원의 송경근 박사는 ‘박막형 광열소재 기반 태양열 활용 막증류 담수화 기술’을 소개했다.

송 박사는 “최근 기후 변화로 전 세계적으로 물 부족 문제가 대두되고 있어 한정된 수자원 때문에 바닷물도 사용해야 한다”라며 “담수화 기술에 대한 수요가 점점 증가하고 있는 가운데, 탄소배출 절감을 위해 재생에너지 융합형 담수화 기술이 필요할 것”이라고 개발 배경을 밝혔다.

그러면서 그는 보유 중인 기술로 ‘태양열 흡수 광열 소재’와 ‘막증류 평막 적층 모듈 및 태양열 막증류 시스템’를 설명했다.

태양열 흡수 광열 소재는 광열을 전환하고 열 전단율을 높인 다공성 급속 기반 3차원 다층구조의 소재다. 이 소재를 막증류 기술과 결합해 태양에너지를 막증류 열원으로 사용해 담수를 만드는 ‘융합형 담수화’ 기술이라는 것이다.

요소 기술은 평면형 적층 모듈·고효율&고안정 광흡수체·태양열 활용 막증류 시스템·다층구조 기반 광열소재로 구성됐다.

송경근 박사는 “이 기술에는 광열흡수체의 성능 및 안정성 개선과 유효막면적 증가를 위한 모듈이 필요했다”라면서 “흡수체 부착 성능 향상·광열전달층의 물질 함량 최적화·막증류 정층 모듈의 규모 확대로 유효막면적 증가·Spray 코팅으로 대면적 코팅을 진행했다”라고 말했다. 이를 통해 수중 안정성과 흡광률, 생산량이 증가하고 태양에너지 소비율을 감소시킬 수 있다는 것이다.

그는 “세계 해수 담수화 시장은 2021년 71억 달러에서 9.5%씩 성장해 2026년에는 112억에 달할 것”이라며 “이에 필요한 박막 재료 시장이 2022년에는 129.1억 달러였는데, 2029년에는 147.6억 달러 규모까지 커질 것으로 예측된다”라고 기술의 시장 규모를 평가했다.

이어, “소개한 기술을 활용해 ‘광열소재 일체형 태양열 막증류 시스템’ 또는 ‘복합열원 이용 대용량 막증류 시스템’을 생산할 수 있다”라며 “해수담수화 플랜트, 정수처리시설, 막증류 소재 생산업체에서 수요가 있을 것으로 생각한다”라고 했다.

송경근 박사는 “사업화 방안은 ‘소형 모듈식 융합형 막증류’를 통한 도서·해안·고입 지역에서 소규모 정수처리 시스템을 보급하는 방향”과 함께 “이후 규모를 키워서 대용량 플랜트 사업을 추진해 수출하는 방향, Two-track으로 계획하고 있다”라고 밝혔다.

[BRIDGE 유망기술 Fair①] ‘지속가능한 사회’ 지향하는 유망기술
한국생산기술연구원 윤기로 박사

도심지 영세사업장의 대기오염 배출 저감 솔루션
한국생산기술연구원은 중소사업장의 초미세먼지 등 대기오염 물질 저감 솔루션에 주목했다.

발표자로 나선 윤기로 박사는 “초미세먼지 및 휘발성유기화합물(VOC) 등 공기부유 유희인자로 인한 대기오염의 심각성이 부각되고 있다”라고 말했다.

그러면서, “사업장은 배출시설의 오염물질 발생량에 따라 분류되는데, 1~3종의 대형 사업장은 저감을 위한 관리가 이뤄지고 있는 편”이라며 “그러나 도심지에 다양한 사업 형태로 존재하는 4, 5종 중소기업 사업장에서의 소규모 배출시설 관리가 미흡하다”라고 기술 개발 필요성을 짚었다.

이에 대한 솔루션으로 한국생산기술연구원은 한국화학연구원과 한양대학교와 힘을 합쳐 ‘공기부유 유해인자 통합 관리를 위한 능동형 하이브리드 필터 시스템’을 개발했다. 에코프로도 사업에 참여해 검증과 평가를 맡았다.

현재 대기오염원 방지 기술로는 여과 집전(필터)시스템, RTO/RCO 시스템, 흡착형 필터 시스템이 주로 쓰이고 있다.

그런데, 이 기술들은 오염원 형태별로 서로 다른 저감 기술이 적용됐고 이는 배출 오염물질이 다양한 사업장에 경우 2개 이상의 방지 시설을 설치해야 한다는 어려움을 요구하고 있다.

특히, 영세 사업장에 경우 공간과 유지비용, 전문인력의 부재로 더더욱 기술 적용의 한계를 겪는다. 탄소중립 실천, 주거생활 인근 시설의 경우 악취문제 개선까지 대응해야 한다.

이러한 배경으로 개발된 하이브리드 필터는 ▲계층형 복합섬유 고효율/저차압 방진필터 ▲고응답성 전기화 기반 VOC 저감필터 ▲가시광 반응 친환경 VOC 광촉매 필터 ▲가시광 램프로 구성됐다. 여기에, VOC 저감필터의 잔여수명 자가진단 센서를 더해 사용성 강화도 꾀했다.

윤 박사는 “실제 구현 시에는 각 요소 기술이 모듈 형태로 조립되기 때문에 소형화나 규모 확대에 유리할 것”이라며 “필터의 수명 예측이 가능하기 때문에 교체시점 등의 유지보수 편의성도 향상할 수 있고, 탄소중립 실천에도 도움이 될 것으로 생각한다”라고 설명했다.

그는 “국내외 대기오염 저감장치 시장은 꾸준히 성장하고 있다”라며 “더불어, 대기오염 배출 대형 사업장 수는 감소하는 추세나, 4·5종 영세 사업장을 지속적으로 확대되고 있어 우선 진입 목표 시장으로 선정했다”라고 전했다.

덧붙여, “기술 고도화에 따라 1~3종 대형 사업장까지도 단계적으로 진출할 수 있을 것”이라고 기대를 밝혔다.

→[BRIDGE 유망기술 Fair②] 기사에서 이어집니다
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