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Magazine Review

Krict 이모저모 AI의 미래는 ‘인간 화학자’의 창의·윤리에 달려있다

KRICT 스토리   AI의 미래는 ‘인간 화학자’의 창의·윤리에 달려있다   <p -webkit-tap-highlight-color:="" alt="" apple="" center="" class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align-center " color="" color:="" height:="" helvetica="" img="" letter-spacing:="" malgun="" max-width:="" overflow-wrap:="" segoe="" src="https://www.krict.re.kr/utl/web/imageSrc.do?path=1hW%2FfKEwiTGiH53IXIG83Q%3D%3D&physical=aj1bbslE60f3S7H4p00uc6xPFqLlCOdP3evX2rZ%2BCwmd7l3hB4n%2B408l9EghQOfA&contentType=Q06q6rtjXpOt%2FyLrsVzZBw%3D%3D" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: inherit; line-height: inherit; font-optical-sizing: inherit; font-kerning: inherit; font-feature-settings: inherit; font-variation-settings: inherit; vertical-align: top; text-align: center;" text-align:="" ui="" white-space-collapse:="" width:="" word-break:=""> 본격적인 인공지능(AI)의 시대가 열리고 있다. 사용자가 원하는 자료를 정리하는 일은 물론이고 그림이나 동영상, 심지어는 컴퓨터 코딩을 만드는 일까지 순식간에 해치우는 ‘생성형 인공지능’(generative AI)이 세상을 완전히 바꿔놓을 기세다. 가장 대표적인 챗GPT가 등장하고 1년 남짓한 사이에 확인된 AI의 발전 속도가 어지러울 지경이다. 이제는 스마트폰에도 생성형 AI가 탑재되고 있다.   AI가 인간의 정신노동에만 도움이 되는 것은 아니다. 기계의 일을 대신해 주는 로봇의 기능과 결합해서 인간의 육체노동까지 떠안아주는 AI도 등장하고 있다. 분자의 세계를 다루는 화학도 예외가 아니다. 실험실의 인간 화학자를 대체하는 AI도 개발되고 있다. 학생에게 지식을 가르치는 일을 전담하는 ‘AI 디지털 교과서’도 등장하고 있다. 앞으로 인간은 노동의 굴레에서 완전히 벗어나 유유자적(悠悠自適)하는 신선(神仙)의 삶을 사는 유토피아가 펼쳐질 것이라고 한다.   <img -webkit-tap-highlight-color:="" :="" a="" alt="" apple="" area-hidden="true" chapter="" class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align-center " color="" data-height="664" data-lazy-src="" data-linkdata="{" data-linktype="img" data-width="886" deep="" div="" height:="" helvetica="" https:="" id="SE-ea8c0b59-115e-4d57-ab4e-e42971f09200" img="" letter-spacing:="" malgun="" max-width:="" mdaxnze4odcynjgyodm4.31s4nbnyamk_m9tis_gkbx3msw69t-zsaqfby4hp8pwg.o9bvwges2qcxbmvne4pfvwtbwcpunvetgwtf5mzh0rcg.jpeg="" mjaynda2mjbfmjag="" p="" postfiles.pstatic.net="" segoe="" span="" src="https://www.krict.re.kr/utl/web/imageSrc.do?path=1hW%2FfKEwiTGiH53IXIG83Q%3D%3D&physical=pKeNUL2BMc6BFUX8v2fjqTnIVL81QBMU69BRy%2FVrY%2BOd7l3hB4n%2B408l9EghQOfA&contentType=Q06q6rtjXpOt%2FyLrsVzZBw%3D%3D" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: inherit; line-height: inherit; font-optical-sizing: inherit; font-kerning: inherit; font-feature-settings: inherit; font-variation-settings: inherit; vertical-align: top; font-family: 맑은고딕, " ui="" width:="" /> <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnze4odcyodqwodax.ermga_dv7lkvwtskimh9hlid1jkk4ccm5gp7sd7ppxig.4mfgtn857z0_bnolb2h61qlohwqn0ieadqkai_yfjwog.jpeg="" mjaynda2mjbfmzaw="" postfiles.pstatic.net="" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; color: inherit; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; letter-spacing: -0.02em; cursor: pointer; position: relative; display: block;">   기계학습(machine learning)을 이용하는 AI 덕분에 화학의 연구 환경도 빠르게 변화하고 있다. DNA의 염기서열 지도를 작성하고, 새로운 기능의 단백질·의약품·소재를 개발하고, 온실가스가 지구의 기후 변화에 미치는 영향을 분석하는 등의 영역에서 AI의 활용이 놀라운 속도로 늘어나고 있다. 미국화학회 CAS(Chemical Abstract Service)의 분석에 따르면 2015년부터 2020년까지 AI 관련 화학 논문과 특허의 수는 6배나 늘어났다.   최근에는 생성형 AI를 이용해서 실제 화합물을 합성하는 과정을 설계해서 실행에 옮기는 ‘AI 화학자’도 개발되고 있다. 실험실의 화학자가 고려해야 하는 여러 가지 요소와 행동을 분석해서 분자를 합성하는 최적의 조건과 경로를 설계하고, 가장 적합한 시약과 실험 방법을 AI가 결정한다.   AI가 스스로 위키피디아와 미국화학회(ACS)·영국왕립학회(RSC)의 자료를 검색해서 학습에 활용하고, 실험실의 로봇을 직접 제어해서 액체 시료를 가열하고, 섞어서 실제 실험을 수행하기도 했다. 로봇을 제어하는 코드에서 발견된 오류를 스스로 수정하는 능력도 갖추었다.   아스피린이나 파라세타몰과 같은 간단한 유기화합물의 합성은 물론이고 의약품 합성에 널리 사용되는 팔라듐 촉매를 이용하는 스즈키 반응도 4분 이내에 성공적으로 설계하는 놀라운 성과도 확인되었다.   인간 연구자와는 달리 AI는 24시간 연속해서 아이디어를 내고, 실험을 수행하고, 개선점을 찾아내는 능력을 발휘하는 장점을 가지고 있다. 자칫하면 화학 실험실에서 화학자가 ‘퇴출’되어 버릴 수도 있다는 뜻이다.   그렇다고 화학자의 미래가 암울하기만 한 것은 아니다. AI의 능력이 놀라운 것은 사실이지만 ‘만능’(萬能)의 능력을 갖춘 ‘요술 방망이’는 아니다. AI가 과거에 아무도 찾아내지 못한 새로운 길을 찾아내는 ‘창의성’은 기대할 수 없다는 사실을 주목할 필요가 있다.   Chapter 02 화려한 말솜씨에 가려진 데이터 의존성   <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnze4nje3nzuymzm3.fu0qt6e5d8gqqm--2bp3bp2mpo4yvlu2pmjfk23sxumg.pov4y6bdkw-zhbcztwwl-ck0eaxaa0hz5n6gzfgsqx0g.jpeg="" mjaynda2mtdfmti4="" postfiles.pstatic.net="" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; color: inherit; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; letter-spacing: -0.02em; cursor: pointer; position: relative; display: block;">   생성형 AI가 과학계의 새로운 악동으로 등장하고 있다. AI가 만든 엉터리 문장과 그림이 학술 논문에 은밀하게 사용되고 있다. 생성형 AI가 과학 연구에서 철저하게 경계하는 위조(fabrication)·변조(falsification)·표절(plagiarism)의 가장 현실적인 수단으로 활용되고 있다는 것이다. 학술지의 편집 과정에서 그런 사실을 확인하는 일은 현실적으로 불가능하다. AI의 현란한 말솜씨는 문장에 포함된 단어에 대한 개별적 지식에 통계적 방법론을 적용해서 구축하는 ‘대형 언어모델’(LLM, large language model)에서 비롯된다. 생성형 AI는 단어를 꿰어맞춰서 학습한 패턴에 맞는 확률론적으로 그럴듯한 문장을 만들어 내는 과정에서 함부로 넘보기 어려운 화려하고 현란한 말솜씨를 자랑하게 된다.   그런데 어떤 개념을 언어적으로 ‘설명’하는 능력과 그 개념을 정확하게 이해하고 실제로 ‘사용’하는 능력은 다른 것이다. 메타의 얀 르쿤과 AI 철학자 제이콥 브라우닝에 따르면 그렇다. 언어 모델의 ‘얄팍한 이해력’을 인간이 세상을 살아가면서 다른 사람이나 문화와 상호교류하면서 습득하는 ‘깊은 이해력’과 혼동해서는 안 된다. 생성형 AI는 ‘논리 체계’를 철저하게 무시한 ‘확률론적 언어 조합 프로그램’에 지나지 않는 것이라는 가혹한 평가도 있다. 자칫하면 1996년 뉴욕대학의 수리물리학자 앨런 소칼이 촉발시킨 소모적인 ‘과학전쟁’이 일상화될 수도 있는 것이다.   AI의 딥러닝에 사용하는 데이터의 ‘양’과 ‘질’이 언제나 부족할 수밖에 없는 것이 냉혹한 현실이다. 실제로 범용(汎用) 생성형 AI의 학습을 위해 무한히 많은 양의 좋은 데이터를 제공하는 일은 현실적으로 불가능하다. 결국 인간이 현실적으로 제공하는 데이터에 의존하는 생성형 AI에게 ‘환각’은 영원히 회피할 수 없는 숙명일 수밖에 없다.   결국 생성형 AI는 ‘참’(眞)과 ‘거짓’(僞)을 판별할 수도 없고, ‘선’(善)과 ‘악’(惡)도 구분할 수도 없다. 더욱이 생성형 AI에게 인간의 ‘창조성’이나 ‘자아’(自我)를 기대하기도 어렵다. ?스스로 창의적인 질문을 제기하지 못하는 생성형 AI에게는 아인슈타인처럼 자연에 숨겨져 있는 새로운 과학적 사실을 밝혀내는 일이나, 셰익스피어와 같은 창조적인 문학 작품을 기대할 수 없다. 물론 살바도르 달리와 같은 독창적인 화풍도 기대할 수 없다. 오히려 생성형 AI는 낮은 수준의 ‘표절기’에 지나지 않는다는 언어학자 노엄 촘스키의 경고를 주목할 필요가 있다.   생성형 AI의 ‘의도적’인 거짓말도 경계해야 한다는 주장도 있다. 미국 MIT의 연구진에 따르면, 메타(페이스북)가 개발한 고난도 전략게임인 키케로(Cicero)가 상대를 배신하고, 허세를 부리고, 의도적으로 속임수를 쓴 사례가 확인되었다는 것이다. 정부가 AI의 속임수 가능성을 규제하는 ‘AI 안전법’을 서둘러 마련해야 한다는 것이 주장도 제기되고 있다.   Chapter 03 결국 창조·윤리는 AI 사용자의 몫   <a area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{"id" : "SE-57094b36-306b-49fd-b2f7-87fcb5e075f3", "src" : "https://postfiles.pstatic.net/MjAyNDA2MTdfMTI4/MDAxNzE4NjE3NzUyMzM3.fu0qT6E5d8GqQM--2BP3Bp2MpO4YVlu2PMjfk23SxuMg.PoV4y6Bdkw-zHbCztWwl-CK0EAxAA0hZ5n6gzFGsqX0g.JPEG/SE-57094b36-306b-49fd-b2f7-87fcb5e075f3.jpg", "originalWidth" : "1834", "originalHeight" : "1223", "linkUse" : "false", "link" : ""}" data-linktype="img" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; color: inherit; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; letter-spacing: -0.02em; cursor: pointer; position: relative; display: block;">   생성형 AI가 과학계의 새로운 악동으로 등장하고 있다. AI가 만든 엉터리 문장과 그림이 학술 논문에 은밀하게 사용되고 있다. 생성형 AI가 과학 연구에서 철저하게 경계하는 위조(fabrication)·변조(falsification)·표절(plagiarism)의 가장 현실적인 수단으로 활용되고 있다는 것이다. 학술지의 편집 과정에서 그런 사실을 확인하는 일은 현실적으로 불가능하다.   <a area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{"id" : "SE-f9ee09f9-7327-4555-948b-a4433e5089e2", "src" : "https://postfiles.pstatic.net/MjAyNDA2MTdfNTIg/MDAxNzE4NjE3Mzc2MjYw.vRpliZVNVPwDZNZQkC8IMU-kNFUomr2bSt5awcXoiRQg.cUQiJ-i5jTnn15hgSt6ljLqIccaYbLGxPsVI7mUxJSAg.PNG/story_info_01.png", "originalWidth" : "886", "originalHeight" : "455", "linkUse" : "false", "link" : ""}" data-linktype="img" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; color: inherit; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; letter-spacing: -0.02em; cursor: pointer; position: relative; display: block;"> 연도별 논문 철회 건수 (자료=네이처) 생성형 AI에 의한 학술 논문의 오염이 얼마나 심각한지는 아무도 알지 못한다. 다만 전통적으로 과학에서 사용되지 않았던 단어의 사용이 갑자기 늘어나는 등의 사실로부터 AI를 사용한 것으로 추정되는 학술논문의 비중이 17.5%나 된다는 추정도 있다. 네이처의 분석에 따르면 2023년에 철회된 논문의 수가 1만 건을 넘었다. 한 해 사이에 5,380건에서 갑자기 2배로 늘어난 것이다.   사실 과학계가 생성형 AI의 등장을 마냥 반겼던 것은 아니다. 과학계의 대표적인 학술지인 ‘네이처’는 생성형 AI를 논문의 저자로 인정하지 않겠다고 분명하게 밝혔다. 생성형 AI를 사용하는 연구자는 논문에 그 사실을 명시하도록 요구하는 윤리 규정도 새로 만들기도 했다.   생성형 AI에게는 과학적 사실을 확인하고, 윤리적 가치를 판단하는 능력을 기대할 수 없다. ‘화려한 말솜씨’로 무장한 생성형 AI가 과학 연구의 현장을 어지럽게 만들 수 있는 연구실의 새로운 ‘악동’(惡童)으로 전락하는 일을 막아내는 책임은 온전하게 ‘인간’ 과학자의 몫이다. 연구의 결과를 분석하고, 논문을 작성하는 과정에서 생성형 AI 활용에 대해서는 구체적이고 분명한 교육과 지침이 필요?하다.   글 이덕환 서강대 명예교수, 화학·과학커뮤니케이션 <img -webkit-tap-highlight-color:="" .="" :="" a="" abstract="" ai="" alt="" apple="" area-hidden="true" blockquote="" center="" chapter="" chemical="" class="se-text-paragraph se-text-paragraph-align-center " color="" color:="" data-height="455" data-lazy-src="" data-linkdata="{" data-linktype="img" data-width="886" deep="" div="" face="맑은고딕, Malgun Gothic, Dotum, 宋?, 宋?b8b?, Microsoft YaHei, Arial, sans-serif" font="" generative="" height:="" helvetica="" hr="" https:="" id="SE-948730f6-86d8-4915-906f-3670cd64a3f0" img="" language="" large="" letter-spacing:="" machine="" malgun="" max-width:="" mdaxnze4nje3mzc2mjyw.vrplizvnvpwdznzqkc8imu-knfuomr2bst5awcxoirqg.cuqij-i5jtnn15hgst6ljlqiccayblgxpsvi7muxjsag.png="" mdaxnze4nje3nzmxndk4.rhrqjxf4xyjc0gavjt_nytljtrjtf363xlhvqmqhohmg.palcrbq7zgqehouaf3z5y3rja4tt0dbzw-9evtmzbagg.jpeg="" mdaxnze4nje3nzuymzm3.fu0qt6e5d8gqqm--2bp3bp2mpo4yvlu2pmjfk23sxumg.pov4y6bdkw-zhbcztwwl-ck0eaxaa0hz5n6gzfgsqx0g.jpeg="" mdaxnze4odcynjgyodm4.31s4nbnyamk_m9tis_gkbx3msw69t-zsaqfby4hp8pwg.o9bvwges2qcxbmvne4pfvwtbwcpunvetgwtf5mzh0rcg.jpeg="" mdaxnze4odcyodqwodax.ermga_dv7lkvwtskimh9hlid1jkk4ccm5gp7sd7ppxig.4mfgtn857z0_bnolb2h61qlohwqn0ieadqkai_yfjwog.jpeg="" mjaynda2mjbfmjag="" mjaynda2mjbfmzaw="" mjaynda2mtdfmjay="" mjaynda2mtdfmti4="" mjaynda2mtdfntig="" overflow-wrap:="" p="" postfiles.pstatic.net="" segoe="" span="" src="https://postfiles.pstatic.net/MjAyNDA2MTdfNTIg/MDAxNzE4NjE3Mzc2MjYw.vRpliZVNVPwDZNZQkC8IMU-kNFUomr2bSt5awcXoiRQg.cUQiJ-i5jTnn15hgSt6ljLqIccaYbLGxPsVI7mUxJSAg.PNG/story_info_01.png?type=w966" style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; font-synthesis: none; -webkit-font-smoothing: antialiased; border: 0px; font-style: inherit; font-variant: inherit; font-weight: inherit; font-stretch: inherit; font-size: 30px; line-height: 1.6; font-optical-sizing: inherit; font-kerning: inherit; font-feature-settings: inherit; font-variation-settings: inherit; vertical-align: baseline; font-family: 맑은고딕, " text-align:="" ui="" white-space-collapse:="" width:="" word-break:="" />

  • 등록일2024-06-26
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Krict Issue 한국산 태양광의 새 심장 '페로브스카이트 태양전지'

 KRICT 포커스   한국산 태양광의 새 심장 '페로브스카이트 태양전지'     중국산 초저가 공세에 지구촌 산업계가 몸살을 앓고 있습니다. 생활소비재부터 전기차, 배터리, 철강, 석유화학까지 세계의 제조업 전반이 중국의 저가 제품들에 잠식되고 있지요. 헐값의 수입품이 야기하는 경제 생태계 교란을 막기 위해 각국의 보호무역 조치도 점점 강경해지고 있습니다. 미국은 관세폭탄으로, EU는 반덤핑 조사로 사실상 봉쇄령에 착수한 중국산 태양광 제품 역시 대표적인 케이스입니다. Chapter 01 중국의 저가공세와 위기의 태양광   <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnze4ody2mdewnzy3.lcypzyfssoumpypmdxe_dlf2l_glojdwgusl70kojfkg.7mll8jomjvqb8btjar7-x5f_wpj-q1toniovytfjo-eg.png="" mjaynda2mjbfmtug="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 국제에너지기구(IEA)에 따르면 중국산 태양광 제품은 전 세계 수요 전망치의 세 배가 넘는 과잉생산이 거듭되고 있습니다. 결과적으로 세계 대부분 지역에서 중국산 태양광 제품이 90% 안팎의 시장 점유율을 차지하며 여타 국가의 태양광 기업들은 파산 위기에 내몰리고 있는데요. <월스트리트저널>은 태양광을 비롯해 거의 모든 산업 영역에 걸쳐 계속되고 있는 중국의 과잉생산이 상당 기간 장기화될 것으로 내다보고 있습니다. 중국 정부가 부동산 침체와 높은 청년 실업률로 얼어붙은 내수경제를 밀어내기 식 수출 드라이브로 돌파하려는 전략을 취하고 있기 때문이라는 분석입니다. 이와 함께 중국산 태양광 제품의 독과점이 불러일으키고 있는 국제사회의 또 다른 딜레마도 소개하고 있습니다. 온실가스를 줄이기 위해 수입·설치하는 중국산 태양광 제품이 대부분 석탄 연료를 이용해 생산되고 있다는 점입니다. 태양광 패널의 핵심소재인 실리콘의 경우 불순물을 제거하는 수천 도의 고온 제조공정이 필요한데 중국 업체들이 값싼 석탄 에너지를 사용하며 글로벌 공급망을 제패할 수 있었다는 것입니다. 다른 국가의 태양광 기업들이 지출하는 전력요금은 중국의 4배가 넘기 때문에 도저히 가격경쟁이 되지 않는 상황입니다.   이에 따라 현재 세계 여러 나라는 자국 내 태양광 산업의 붕괴를 막기 위해 잇달아 강력한 보호무역 조치를 발표하고 있습니다. 먼저 칼을 빼든 것은 경제와 안보 모두에서 중국을 강력하게 견제하고 있는 미국입니다. 지난 5월 이른바 ‘슈퍼 301조’로 불리는 무역법에 의거해 대통령 권한으로 중국산 태양광 제품에 부과되는 관세를 2배로 올린 것입니다. 더불어 동남아 생산기지를 통한 우회 수출까지 꽁꽁 틀어막았습니다. EU와 캐나다 등 주요국도 중국 정부의 불공정 보조금 조사에 착수하며 대책 마련에 부심하고 있지요.     Chapter 02 차세대 태양전지의 대두     하지만 이런 규제 조치가 양날의 검이 될 것이란 우려도 존재합니다. 관세인상으로 태양광 제품의 가격이 오르면 그만큼 태양광 발전의 경제성도 떨어지기 때문입니다. 값싼 중국산 덕분에 지금처럼 태양광 발전의 광범위한 보급이 가능해졌다는 엄연한 현실은 무시하기 어렵습니다. 일각에서는 탄소중립 의무 이행을 위한 각국 정부의 태양광 발전 정책과 민간의 RE100(재생가능 에너지 100% 사용을 목표로 하는 기업 활동) 참여 비용의 증가가 불가피해질 것으로 내다보고 있기도 합니다. 당장 자국 내 태양광 산업 보호에는 도움이 되겠지만 복잡하게 얽힌 산업구조상 에너지 비용의 상승은 주력수출품목의 가격경쟁력 하락으로도 이어지는 만큼 어느 나라도 쉽게 유불리를 따지기 힘든 상황이지요. 화학연이 전 세계 태양광 발전 산업의 게임체인저로 불리는 ‘페로브스카이트 태양전지’ 개발에 더욱 박차를 가하고 있는 것도 이 때문입니다. 결정구조에 따른 다양한 물성으로 이미 오래 전부터 과학계의 흥미로운 연구주제였던 페로브스카이트는 2009년 고유의 반도체 특성이 알려지며 차세대 태양광 소재로 큰 주목을 받아 왔습니다. 페로브스카이트 태양전지는 제조 단계에서 에너지 사용과 탄소 배출이 많은 실리콘 태양전지와 달리 원료를 플라스틱 기판 위에 잉크처럼 바르는 저온 용액공정으로 만들 수 있습니다. 또한 유연하고 무게도 가벼운 필름 형태의 얇은 전지로 만들어 빌딩의 벽면, 기둥, 자동차 지붕 같은 곡면에도 설치가 가능하지요. 특히 최근에는 이런 페로브스카이트와 실리콘 태양전지의 장점을 결합해 효율성을 극대화하는 탠덤(다중접합) 태양전지 연구개발도 활발한데요.   페로브스카이트 태양전지의 활용   Chapter 03 태양광 발전의 정상화를 향해 <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnze4ody4mti1nje0.9uk1v5ho9pu-wfwyvfa-psujcy-xtxrmxlzdmdbxz_ig.mm9p9l4qj8arnadh9kmxvkuklf8foiwvvon_ahs_vvag.jpeg="" mjaynda2mjbfmtgz="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;">   화학연은 현재 전 세계 페로브스카이트 태양전지 연구개발의 최전선에 서 있습니다. 2013년 이후 광전변환효율 세계 기록을 8번이나 갈아치우며 페로브스카이트 연구개발을 선도하고 있지요. 화학연이 국제적으로 주목받는 이유는 또 있습니다. 우수한 성능의 원천소재뿐만 아니라 페로브스카이트 태양전지의 상용화에 필수적인 대면적화와 대량생산, 적층물질 안정화 등의 양산기술 개발에서도 발군의 성적을 거두고 있기 때문입니다. 화학연은 그간 실험실 수준인 0.1cm2 크기 단위소자뿐만 아니라 실제 실리콘 태양전지와 비슷하거나 더 큰 대면적 셀에서도 세계 최고기록을 경신해 왔습니다. 실험실 수준에서 세계 최고 효율 기록을 만들어내는 데 중요한 역할을 한 박막제조용액공정법을 기판 위에 잉크처럼 바를 수 있는 공정 기술로 확장한 바 있지요. 또한 여러 가지 물질을 적층하는 특성상 기판의 면적이 넓어질수록 균일한 도포가 어려운 불안정성을 해소하는 안정화 기술 개발에도 주력하며 페로브스카이트 태양전지의 상용화 가능성을 차근차근 높여 왔습니다. 원천소재와 양산기술의 유기적인 연계를 통해 페로브스카이트 태양전지 상용화에 힘써온 화학연 연구진은 지난 5월, 200cm2 대면적 셀 효율의 세계 최고기록을 달성하는 데 성공했습니다. 기존에 중국이 보유하고 있던 19.2%를 뛰어넘는 20.6%의 국제공인 인증효율을 기록한 것입니다. 특히 이번에 개발한 세계 최고 효율의 단일접합 대면적 페로브스카이트 제작기술은 세계 최고 수준의 기술력에도 불구하고 중국산 실리콘 태양전지의 저가 공세에 고전을 면치 못해온 우리나라가 세계시장 선점에 사활을 걸고 있는 탠덤 태양전지를 구현할 수 있는 핵심기술이란 점에서 더 큰 관심이 쏠리고 있는데요.   <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnze4nja1nzu3mdyw.hbwflazreba7xyjsbgh_c7jzy4duijmvb4fefm9xcfug.1h3b86xcmsgbepe89c-en0myb7p7pqguulzbn04tudyg.jpeg="" mjaynda2mtdfodgg="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 페로브스카이트 태양전지 핵심 기술을 개발한 한국화학연구원 에너지소재연구센터 연구팀 세계 최고의 연구개발 역량을 바탕으로 초격차 페로브스카이트 태양전지 기술과 새로운 응용 분야 개척에 힘쓰고 있는 화학연의 노력이 국내 태양광 산업계는 물론 시장구조의 심각한 불균형으로 위협받고 있는 전 세계 태양광 발전의 정상화에도 중요한 전기가 될 수 있기를 기대합니다.    

  • 등록일2024-06-26
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Krict Special 베일 벗은 글로벌 TOP 전략연구단 목표는 ‘초지능·초연결·초융합’

KRICT 스페셜   베일 벗은 글로벌 TOP 전략연구단 목표는 ‘초지능·초연결·초융합           지난 반세기 핵심기술의 공급처로 국내 산업의 도약과 발전을 이끌어 온 정부출연연구기관의 활약상이 새로운 국면으로 향하고 있습니다. 4차 산업혁명을 넘어 5차 AI혁명 시대에 접어든 과학기술 패러다임의 빠른 변화에 맞서 국가적 임무 중심의 개방적 협력체계로 거듭나려는 움직임이 활발해지고 있는 것입니다. 최근 과학기술계의 비상한 관심 속에 최종 선정 절차가 마무리된 5개 ‘글로벌 TOP 전략연구단’이 그 신호탄이 될 것으로 보입니다. Chapter 01 과거의 성공 신화는 잊어라     우리나라는 세계에서 유일하게 개발도상국에서 선진국에 진입한 국가입니다. 경제와 산업뿐만 아니라 이제 문화강국으로도 국제적인 주목의 대상이 되고 있지요. 덕분에 단군 이래 한반도 5천 년 역사에서 최전성기를 구가하고 있는 게 아니냐는 평가도 많은데요. 하지만 2024년의 대한민국은 고도의 압축 성장과 선진국 모델의 빠른 추격을 통한 눈부신 성취가 한여름 밤의 꿈이 될지, 아니면 지속가능한 발전의 성장통이 될지를 가를 엄중한 기로 앞에 서 있습니다. 저출과 고령화, 저성장 구조의 고착화, 글로벌 기술패권 경쟁과 신냉전 시대로의 회귀라는 복합위기 속에서 더 이상 과거의 성공 신화에만 기대기 어려운 때를 맞고 있는 것입니다. 50년 넘게 국가전략기술 확보와 사회문제 해결의 임무를 맡아온 정부출연연구기관(이하 출연연)도 변화가 필요한 시점이 되었습니다. 과거와 달리 특정 분야의 개별 연구만으로는 ‘초지능·초연결·초융합’으로 표현되는 급격한 기술 변화에 대응하는 데 한계가 있기 때문입니다. 이에 따라 국가 R&D 혁신방안을 꾸준히 모색해 온 우리나라는 지난해 11월 ‘글로벌 TOP 전략연구단’ 지원사업의 도입 계획을 발표했습니다. 출연(연)들이 쌓아온 고유의 연구역량을 한 데 모아 다시 한 번 국가연구기관의 명성에 걸맞은 대형 성과를 창출할 수 있도록 하려는 것입니다.   이에 화답해 올해 초 각 출연(연)들은 국가적 역량 결집이 시급한 총 51개 과제의 연구단 구성 제안서를 정부에 제출했습니다. 그간 역동적인 연구생태계 조성의 걸림돌로 지적되어 온 출연(연) 간 칸막이 타파는 물론 산업계, 학계와의 협력 방안까지 포함하는 대규모 융·복합형 과제들을 기획한 것이지요. 이를 바탕으로 관련 기술과 정책 전문가 155명이 참여해 3개월여에 걸쳐 심사숙고를 거듭한 가운데 지난 5월, 마침내 첫 번째 글로벌 TOP 연구단의 라인업이 모습을 드러냈습니다.   바로 ▲시장선도형 차세대 이차전지 혁신 전략연구단 ▲수전해 수소 생산시스템 전략연구단 ▲글로벌 TOP 유전자·세포치료 전문연구단 ▲소형모듈원자로(SMR) 가상원자로 플랫폼 개발사업단 ▲초거대 계산 반도체 전략연구단이 그들입니다. 이들 5개 연구단은 국가채무를 줄이기 위한 긴축재정의 여파로 사상 초유의 연구개발 예산 삭감까지 빚어진 상황에서도 연간 총 연구비 1천억 원, 5년간 연구자 인건비 70~100%를 보장받으며 전례 없던 대규모 융·복합 연구의 중책을 수행하게 될 예정인데요. Chapter 02 팔방미인 화학연에 거는 기대   <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnze4ody3otk3mdk0.vqqb3w4mul9sf3pyph2gmk91gwhwzapb6qlfha1wexyg.8t9xgxch4qynzkgxbueliheu6bz7hdy_ej5n77b8v-cg.jpeg="" mjaynda2mjbfmjmg="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;">   눈에 띄는 것은 5개 글로벌 TOP 연구단의 리스트에서 무려 3곳에 이름을 올린 화학연의 저력입니다. 화학연은 그간 탁월한 연구 성과들로 사실상 주관기관 낙점이 유력했던 ‘차세대 이차전지’뿐만 아니라 ‘수전해 수소 생산시스템’과 ‘유전자·세포치료’ 분야에서도 참여기관으로 함께 하게 되었습니다.   먼저 화학연이 주관기관을 맡은 차세대 이차전지 분야는 전기차 시장의 확대 속에 보다 안전하고 경제적인 차세대 이차전지 개발을 위한 세계 각국의 투자가 매우 경쟁적으로 이뤄지고 있는 상황입니다. 특히 고에너지밀도, 초경량, 고안정성, 소재자립화, 초저가, 고속 충·방전, 저탄소 등 이른바 ‘7-Tools’로 불리는 초격차 이차전지 기술 확보를 위한 대결이 치열하게 전개되고 있지요.   <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnze4ody4mtc2ndy4.dtgy_bz9qnrxltlk_70du0ef6b-dejvlnaqcrh2yulcg.igz2ujlvajeb1lzzdgdu4a6kw8qdhnqgzsuuwj0wlnyg.jpeg="" mjaynda2mjbfmjez="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 차세대 리튬이차전지의 성능과 안정성을 확보하는 새로운 리튬 복합소재 개발 (오른쪽부터 김도엽 책임연구원, 정상윤 학생연구원)   앞서 화학연은 연구원 설립 초기부터 합성 소재를 이용한 광소자와 전자소자 등 새로운 소재 개발로 연구 영역을 확대하던 중 이차전지 산업의 중요성이 크게 높아짐에 따라 2011년 관련 연구조직을 개편해 차세대 이차전지에 대한 연구개발을 본격화했습니다. 그 가운데서도 현재 리튬이온 이차전지 독주체제의 가장 강력한 대항마로 떠오른 전고체전지, 리튬황전지와 또 다른 다크호스인 리튬메탈전지 및 리튬공기전지 등을 중점적으로 연구해왔는데요.   화학연은 이번 ‘시장선도형 차세대 이차전치 혁신 전략연구단’ 주관기관 선정을 발판 삼아 한국전기연구원, 한국과학기술연구원, 한국에너지기술연구원, 한국생산기술연구원, 한국전자통신연구원, 한국기계연구원 등 다양한 역량의 참여기관들과 힘을 모아 한층 고도화된 이차전지 융·복합 연구개발 플랫폼을 구축해나갈 계획입니다. 이를 바탕으로 차세대 이차전지 시장 선점은 물론 전기차 화재사고 약 50% 감축, 수송 분야 온실가스 약 60% 감축 등 국민안전과 기후변화 대응까지 다양한 사회·경제적 파급효과를 불러일으키겠다는 야심찬 목표입니다.   Chapter 03 국가적 협력체계의 견인차로     참여기관으로 힘을 보탤 ‘수전해 수소 생산시스템 전략연구단’과 ‘유전자·세포치료 전문연구단’ 역시 화학연의 폭넓은 활약이 기대되는 분야들입니다.   화학연은 그간 전 지구적인 기후변화 대응 연구의 일환으로 이차전지를 비롯해 다양한 친환경 에너지원 개발에도 주력해 왔습니다. 그 가운데서도 특히 화학연은 경제적이고 친환경적인 수소 생산, 수소 연료로 전기를 생산하는 수소연료전지, 대용량 수소를 생산지에서 실사용 영역까지 쉽고 안전하게 저장·운송하는 기술 등 수소산업 생태계 전주기에 걸쳐 고르게 첨단기술을 양산해 왔다는 점에서 더 큰 기대를 받고 있지요.   현재 가장 친환경적이고 이상적인 수소 생산 모델로 주목받고 있는 수전해(水電解)의 핵심소재 양이온교환막과 음이온교환막, 고가의 귀금속 사용을 획기적으로 낮추는 촉매와 수소 저장·운송체 기술 등에서 거듭 세계적인 연구 성과를 탄생시켜 온 화학연은 이달에도 해외 상용 소재 대비 10배 이상의 내구성과 20%가 넘는 이온 전도성능의 음이온 교환막 소재 개발에 성공하며 본격 출항을 앞둔 수전해 수소 생산시스템 전략연구단에 벌써부터 기분 좋은 소식을 전하고 있습니다.   이와 함께 최근 빠르게 발전하는 유전자·세포치료 분야에서도 글로벌 TOP 전략연구단에 대한 화학연의 기여는 상당할 것으로 전망합니다. 의료기술의 발전에 따른 진단 가능한 희귀, 난치질환의 기하급수적인 증가, 출생률 감소와 평균수명 연장에 의한 전 세계적인 고령화 등 인류 공통의 난제를 해결할 열쇠로 유전자·세포치료(Gene and Cell therapy)가 질병을 치료하거나 예방하는 첨단 치료법으로서 많은 주목을 받고 있습니다.   화학연은 설립초기부터 국내에서 처음으로 신약개발 연구를 시작하여 원천기술을 확보하고 다양한 질병 후보물질을 기술이전함으로서 치료제 개발을 선도해 왔습니다. 그 결과 HDAC Inhibitor 표적 항암제 “Ivaltinostat”를 개발하여 2019년에 미국 FDA 희귀의약품 (췌장암)으로 지정받는 세계 수준의 기술을 이미 보여주고 있습니다. 이러한 화학연의 합류는 새로 출범하는 글로벌 TOP 유전자·세포치료 전문연구단에 천군만마의 힘으로 작용할 것입니다.   이번 글로벌 TOP 전략연구단을 통해 선정된 차세대 이차전지와 수전해 수소 생산시스템, 유전자·세포치료 기술 등은 아직까지 전 세계 어느 나라도 쉽게 우열을 점치기 힘든 치열한 기술패권 경쟁의 격전장입니다. 이는 곧 우리나라의 기술 혁신과 선점 여부에 따라 얼마든 세계시장을 좌우하는 ‘제 2의 반도체 산업’으로 육성할 수 있는 가능성이 매우 높다는 의미이기도 합니다. 이미 오랜 기간 핵심 산업기술 개발과 상용화를 통해 축적해 온 화학연의 역량과 경험이 글로벌 TOP 전략연구단이라는 국가적 임무 중심의 새로운 출연(연) 협력체계 속에서 더 큰 빛을 발휘할 수 있기를 기대합니다.

  • 등록일2024-06-26
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Krict Issue 연결과 융합의 힘 '점·접착제'

KRICT 포커스   연결과 융합의 힘 '점·접착제'     가족행사와 야외활동이 많아지는 5월은 자동차 회사들이 앞 다퉈 신차를 소개하는 시기입니다. 중고차 시장에서도 이 무렵부터 여름휴가 시즌까지가 연중 최대 성수기라고 하는데요. 소비자들 역시 국산차와 수입차, 하이브리드와 전기차까지 한층 다양해지고 있는 선택지 속에 즐거운 고민에 빠질 수밖에 없습니다. Chapter 01 탈부착 VS 고착화   차량을 고를 때 가장 많이 고려되는 요소는 가격, 연비, 성능, 디자인 등입니다. 이와 함께 꼼꼼한 소비자들은 겉으로 보이는 내외장재나 첨단기능뿐만 아니라 자동차의 본질이라 할 수 있는 내구성, 효율성, 안전성을 좌우하는 플랫폼까지 따져보곤 합니다. 이전보다 개선된 형태의 설계인지, 주로 적용되는 소재들은 무엇인지를 확인하려는 것이지요. 특히 자동차의 주요 골격을 이루는 강판의 인장강도는 물론 차체 무게는 줄이면서 강성은 더욱 높여주는 ‘구조용 점·접착제’의 사용 여부가 중요한 체크포인트가 되곤 합니다. 일반적인 소비자의 입장에서는 구조용 점·접착제 사용량이 자동차의 연비나 안전성을 어떻게 개선시킨다는 것인지 쉽게 이해하기 힘드실 텐데요. 현재 자동차 회사들의 신차 개발에서 가장 신경 쓰는 것은 차체 경량화입니다. 자동차의 무게는 연비부터 배기가스, 가속성능, 제동거리, 조향능력, 차체 수명까지 완성차의 성능 전반에 걸쳐 큰 영향을 미칩니다. 따라서 가장 많은 무게를 차지하는 프레임과 구동계, 조향장치, 제동장치, 현가장치, 타이어와 휠까지 주요 부품 전반에 걸쳐 가볍고 튼튼한 복합소재의 사용량을 계속해서 늘려나가고 있는데요.   구조용 점·접착제의 사용량을 늘렸다는 것은 곧 일반적인 철판보다 가벼우면서도 강성이 뛰어난 알루미늄, 마그네슘, 탄소섬유 강화플라스틱 같은 고가의 소재들을 더 많이 적용했음을 뜻합니다. 이런 복합소재들은 용접이나 볼트·너트로 접합할 수 있는 철강재와 달리 다량의 구조용 점·접착제가 필요합니다. 구조용 점·접착제의 사용은 용접할 때 발생하는 고온의 열에 따른 변형과 부식을 피할 수 있어 원자재와 부품의 고유 특성과 신뢰성도 더 잘 유지됩니다. 또한 넓어진 면적의 접합면이 고르게 힘을 받아 차량의 안정성과 내구성도 더 높아지게 되지요. 점착(粘着)은 물, 용제, 열 등이 없어도 저압을 가하는 것만으로 바로 결합강도가 형성되는 성질을 말합니다. 이런 성질을 이용하는 점착제는 단시간에 반응이 완료되며 달라붙는 성질의 지속력과 붙였다 뗄 수 있는 박리력을 함께 가지고 있어 스카치테이프, 스티커 라벨, 포스트잇처럼 쉽게 탈부착이 가능한 제품들에 활용되지요.   접착(接着)은 두 개의 고체 면이 제3의 물질을 사이에 두고 접합되는 성질입니다. 모든 물체는 아무리 매끄럽게 보여도 현미경으로 들여다보면 사실 매우 울퉁불퉁한 표면을 가지고 있다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 아무것도 바르지 않은 채 두 물체를 이어 붙이면 그 사이엔 수많은 틈이 존재하게 되는데, 이 틈을 채워주는 것이 접착제의 기본 원리입니다. 틈을 메워 마치 하나의 물체가 된 것처럼 만드는 것이지요. 접착제는 처음에는 액체 상태이지만 완전히 마른 후에는 고체로 경화돼 좀처럼 뗄 수 없는 단단한 결합력을 갖기 때문에 구조재료로 많이 사용됩니다.   Chapter 02 국가 주력사업과 점·접착제 <hr -194px="" 1.53.0="" 432px="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" basic="" class="se-hr" editor-static.pstatic.net="" height:="" img="" style="margin: 0px auto; border-top: 0px; background-image: url(" v="" width:="" /> 중소벤처기업부와 화학경제연구원 등에 따르면 전 세계 점·접착제 시장은 합판, 가구, 토목, 건축, 포장, 제지, 섬유, 피혁, 수송, 전기·전자, 의료, 가정, 기타 공업용 등 일상생활과 산업현장 전반에 걸친 수요 증가로 연평균 5% 내외의 꾸준한 성장률을 보이고 있습니다. 특히 최근에는 자동차·항공기용 점·접착제 시장이 6.7%의 두드러진 성장세를 보이고 있습니다. 전 세계적인 탄소중립 의무 속에 이산화탄소 배출과 에너지 사용량 감축을 위해 경량·방열 복합소재를 적용하는 이동수단이 늘어나며 이에 필요한 점·접착제 수요도 증가하고 있는 것이지요. 이런 복합소재들은 용접으로 접합할 수 있는 철강재와 달리 비행기, 자동차 본체와 부품에 적용하기 위해서는 다량의 구조용 점·접착제가 필요합니다. 구조용 점·접착제를 이용한 복합소재 접합은 항공기 분야에서 먼저 시작됐는데요. 비행기 동체로 가장 많이 사용되는 알루미늄이 녹는점이 낮아 용접이 어려웠기 때문입니다. 자동차 산업에서는 주로 철강재와 알루미늄의 접합처럼 용접이 어려운 소재들의 결합이나 전장부품의 고정 등 일부에서만 활용되다가 최근 사용 범위가 빠르게 확대되고 있습니다. 점점 강력해지는 환경과 안전규제에 따라 더 높은 에너지 효율과 안전성의 자동차를 개발하는 것이 생존의 문제가 되어가고 있기 때문입니다. 점·접착제의 중요도가 높아지고 있는 것은 다양한 소재와 미세한 부품들의 정교한 집합체인 ICT 산업에서도 마찬가지입니다. 디스플레이용 점·접착제인 OCR(투명접착제)과 OCA(투명테이프)가 대표적입니다. 디스플레이는 핵심부품인 디스플레이 패널 위에 터치스크린 패널, 커버 윈도우 등 많은 요소들로 구성됩니다. 따라서 다양한 종류의 부품을 쓰는 데 따른 빛 손실과 반사, 정전기, 전자파, 발열과 오염, 수분 침투 등을 막기 위해 더욱 뛰어난 광학적 특성과 점탄성·내구성의 점·접착제 소재와 기술 개발이 요구되고 있습니다.   <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnze1njy4mjyxntez.bhxmlif42yp3os016andcibtl7mspkjo0ezrspwqrwkg.vrdd3ljmmuuqiv5m4arm450etjkv4vneeqsrnj1fsacg.png="" mjaynda1mtrfmti5="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> OCA/OCR 사용에 따른 변화 (출처 : 삼성 디스플레이 뉴스룸) Chapter 03 화학연의 점·접착제 연구개발 <hr -194px="" 1.53.0="" 432px="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" basic="" class="se-hr" editor-static.pstatic.net="" height:="" img="" style="margin: 0px auto; border-top: 0px; background-image: url(" v="" width:="" /> 화학연은 1980년대부터 국내 산업계가 필요로 하는 접착·코팅과 필름형 특수 접착제들의 연구개발이 활발했습니다. 특히 2000년대 들어 반도체·디스플레이·자동차 같은 주력산업들의 글로벌 성장세가 확연해지며 세계시장 주도권 확보를 위한 수요 맞춤형 점·접착제 개발이 한층 본격화되었는데요.   다양한 성과들의 신호탄은 자동차용 고성능 접착제인 강인성 소재 원천기술 개발입니다. 이 기술은 자동차를 비롯해 항공기, 건축자재 조립공정 등에 사용되는 접착성 조성물의 배합과 혼합, 경화를 최적화해 자재를 경량화 하는 동시에 빠른 경화로 전체 조립공정의 생산성까지 크게 향상시킨 기술입니다. 또한 휘발성 유기화합물 등을 발생시키는 용제가 필요 없어 작업자들의 건강과 안전 확보에도 큰 도움이 되는 기술이었지요.   곧 이어 탁월한 경화 강도를 자랑하는 스틸-스틸 에폭시계 접착 기술이 개발되었고 유기물 분리공정 기술, 초저가 에폭시 제조 기술, 용접성 개선 접착기술, 고강성 내열 소재 기술, 수지 조성 배합 기술, 자동차 부품 몰딩용 접착소재 기술 등의 연이은 성공과 기술이전이 계속되며 ?화학연은 국내 접착소재 연구개발과 사업화의 허브로 더욱 탄탄하게 입지를 다질 수 있었습니다.     <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnze1njy1ntyxodq3.56lkoa6xx-2t-nmus4ldgxu55qkxnjwypfmed0n8ksyg.zjbdpln-ojtnx7w3wmiwk57kfkinba41gwuhaieewsog.jpeg="" mjaynda1mtrfmjag="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 에폭시계 접착제 현재 우리나라의 주력 수출 품목인 자동차와 ICT 관련 제품들은 자고 일어나면 새로운 기술이 등장할 만큼 혁신의 속도가 계속해서 빨라지고 있습니다. 이미 전기차는 물론 수십만 회 이상 접었다 펼 수 있는 플렉서블 디스플레이가 대중화됐고 자율주행과 도심항공교통으로 상징되는 새로운 패러다임의 차세대 모빌리티 환경도 상용화가 눈앞에 다가왔습니다. 이에 따라 화학연 연구진은 기존 점·접착제의 고기능화와 혁신기술 개발을 향한 가속 페달을 더욱 강하게 밟으며 한층 혁신적인 연구 성과들을 양산하고 있습니다.     Chapter 04 산업혁신과 환경보호의 가교 <hr -194px="" 1.53.0="" 432px="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" basic="" class="se-hr" editor-static.pstatic.net="" height:="" img="" style="margin: 0px auto; border-top: 0px; background-image: url(" v="" width:="" /> 2020년 화학연은 세계 최초로 광촉매를 이용한 가시광선 경화형 무용제 점착소재를 개발하는 데 성공했습니다. 점착제는 구성 성분에 따라 아크릴계, 고무계, 실리콘계로 구분됩니다. 제조 방법에 따라 용제형, 무용제형, 에멀젼으로 나뉘기도 합니다. 그중에서도 특히 친환경적인 무용제형과 에멀젼 아크릴계 점착제는 점착 물성, 투명도, 내산화성이 우수해 자동차, 전기전자, 의료 등 첨단산업 전반에 걸쳐 활용도가 매우 높아지고 있는데요. 단점은 무용제 아크릴계 점착제의 제조공정에 사용되는 고에너지의 자외선(UV) 광선이 오존을 발생시키고 에너지도 많이 잡아먹는다는 것이었습니다. 따라서 이의 대안으로 태양광이나 LED 환경에서도 충분히 활용이 가능한 광촉매 시스템에 대한 연구가 전 세계적으로 이뤄지고 있던 가운데 화학연이 가장 먼저 기술 개발에 성공한 것이지요. BPA계 에폭시를 대체할 지방산 개질 에폭시 제조 기술과 이를 이용한 경화 기술 개발도 중요한 성과입니다. 에폭시는 뛰어난 방수·내압·내기후성과 빠른 경화 속도로 자동차, 전기전자, 건축, 항공우주 등 여러 분야에서 널리 사용되는 구조용 접착제입니다. 하지만 환경 호르몬 문제를 일으키는 비스페놀A가 다량 포함돼 있고 석유 기반의 경화제를 사용해 인체 독성 문제로부터 자유롭지 못했습니다. 이에 따라 생물 기반의 지속 가능한 대체 자원으로부터 안전한 에폭시 수지와 경화제를 개발하려는 노력이 전 세계적으로 계속되어 왔지요.   <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnze1odiymdcyotix.0virh25ehj_lm9p_oawt6fdpbgm8f7vjbqbi5_fhppig.06npsnpgrt87qtdfogrrwvq4xbndcjsvhyyn30lxnmsg.png="" mjaynda1mtzfmjg0="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 점착제의 재사용 순환시험 모식도     <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnze1odiymdg5mjcx.vxiqz8p-3qtwcnscwn2gamicx0kabwvujsej32wwy54g.6nuklv0pljknypfb-3s0enff36c1rumuirm_3qsb1h4g.png="" mjaynda1mtzfmjk0="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 초고분자 점착제 고분자의 재활용 및 재사용 평가     지구환경 위기 극복에 도움이 될 화학연 연구진의 친환경 점·접착제 개발 노력은 올해도 예외가 아닙니다. 붙인 자국도 남지 않고 재활용까지 되는 ‘투명점착 필름’ 개발이 대표적입니다. 현재 일반적으로 사용되는 점착 소재는 3M 스카치테이프나 라벨테이프 같은 점착 필름, 스마트폰 액정보호 필름처럼 표면을 보호하는 플라스틱 필름으로 나뉩니다. 그런데 기존의 점착 필름은 끈끈함을 높이기 위해 화학적 가교 구조를 이용합니다. 문제는 이 구조가 높은 열에도 잘 녹지 않기 때문에 재활용이 어려워 사용 후 통째로 버려질 수밖에 없었다는 것입니다. 페트병에 붙은 라벨이 재활용 비닐이 아니라 일반 쓰레기로 분류됐던 것도 이 때문입니다. <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnze1ode3ndi4nzaz.summs3kpjaiohqbviqk2ozeg5gqraabp25rcxqwnnksg.gke02wimkzwij9s4okqzuspvepywgajbk2uzv8jegveg.jpeg="" mjaynda1mtzfnzcg="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 화학연 연구진이 개발한 투명 점착피름을 제거하고 있는 모습 이런 문제를 해결하기 위해 화학연 연구진은 기존의 화학적 가교 구조를 다른 구조로 바꿔보려 시도했습니다. 우선 가시광선을 이용해 재활용이 가능한 점착 소재를 만들었습니다. 이어 점착 필름을 이루는 고분자 사슬의 분자량을 극대화해 잘 엉키게 해서 화학적 가교구조 없이도 기존 점착 필름에 비해 자국이 남지 않는 것은 물론 여러 차례 재가공해도 성능 저하가 거의 없는 만능 소재를 개발하는 데 성공한 것이지요. 덕분에 앞으로는 페트병에서 떼어낸 비닐도 쉽게 재활용할 수 있는 길이 열리게 되었는데요. 화학연 연구진은 나아가 기존 상용 제품 대비 200% 이상 접착력이 높고 내구성이 좋은 비가교형 점착 소재 개발에 더욱 박차를 가하고 있습니다. 이와 함께 유기용매가 아닌 물에 녹여 재활용하는 궁극의 친환경 점착 필름 소재도 개발할 예정이라고 하는데요. 21세기 혁신의 아이콘 스티브 잡스는 늘 서로 전혀 다른 영역의 연결 지점에서 창의성이 발현된다고 강조한 바 있습니다. 융합이 어려운 소재와 기술의 이종접합을 가능하게 해온 점·접착제 역시 마찬가지이지요. 공업용 본드, 사무실의 포스트잇부터 자동차·반도체·디스플레이를 넘어 탄소중립 시대에 꼭 필요한 친환경 기술까지, 전통과 첨단산업 전반에 걸쳐 끊임없이 기술혁신의 가교 역할을 해오고 있는 화학연의 점·접착제 연구가 더 강력한 연결과 융합의 플랫폼으로 진화할 수 있기를 기대합니다.

  • 등록일2024-05-28
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Krict Special 스타벅스보다 큰 게 온다 '플라스틱 국제협약' 카운트다운

KRICT 스페셜   스타벅스보다 큰 게 온다 '플라스틱 국제협약' 카운트다운       한겨울에도 찬 커피를 찾는 한국인의 ‘얼죽아’(얼어 죽어도 아이스 아메리카노) 사랑은 CNN, AFP통신 같은 해외 주요외신과 온라인 커뮤니티들도 주목하는 흥미로운 현상이었습니다. 하지만 이마저도 어느새 K-컬처의 일부가 된 듯합니다. 요즘은 미국 스타벅스에서도 젊은 층을 중심으로 차가운 음료 주문이 크게 늘어나며 전체 판매량의 75%를 차지하고 있다는데요. Chapter 01 부산으로 쏠리는 세계의 시선   이에 따라 차가운 음료를 담는 일회용 컵 사용량도 덩달아 크게 늘자 스타벅스는 플라스틱을 최대 20% 줄인 새 일회용 컵을 개발했다고 합니다. 친환경 브랜드를 표방해온 스타벅스는 2018년에도 국내에서 처음으로 종이빨대를 제공하며 외식업계 친환경 경쟁에 불을 붙인 바 있어 이번 소식 역시 또 어떤 나비효과를 불러일으킬지 상당한 관심의 대상이 됐습니다.   <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnze1njuxmzeynju0.fog_dogsocwtv3aw-bbop26isa4we8wsjoaj2vrdwi0g.eb6c1dgsoubqhnmaqrt5lpz1pq9t8dfq-bbuqriie_ag.jpeg="" mjaynda1mtrfmtaz="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 스타벅스가 선보인 플라스틱을 줄인 새 일회용컵 (출처 : 스타벅스)   하지만 정작 더 크고 중요한 소식은 따로 있는데요. 전 세계를 뒤덮고 있는 플라스틱 쓰레기 문제의 일대 전환점이 될 ‘플라스틱 국제협약’이 초읽기에 들어갔다는 것입니다. 2022년부터 각국 정부와 산업계의 치열한 논쟁 속에 이해관계 조정이 거듭돼 온 플라스틱 국제협약은 그간 우루과이, 프랑스, 케냐, 캐나다에서 열린 회의를 거쳐 오는 11월 부산에서 개최되는 제5차 협상을 끝으로 최종 협약문 체결의 수순을 밟게 될 것으로 전해지는데요. 플라스틱의 역사는 19세기 중반까지 거슬러 올라갑니다. 값비싼 상아 당구공을 보다 싸게 만들기 위해 천연수지로 만든 플라스틱 셀룰로이드를 처음 개발한 이후 20세기 석유화학 기술이 발전하면서 본격적으로 플라스틱이 대량 생산되기 시작했지요. 지난 4월 유엔환경계획(UNEP)이 작성한 최신 보고서에 따르면 전 세계의 플라스틱 생산량은 2019년 기준 4.6억 톤으로 1950년대에 비해 200배 넘게 폭증했습니다. 또 다른 OECD 보고서는 이런 가파른 증가세가 앞으로도 계속 이어져 2060년이 되면 전 세계 플라스틱 생산량이 12.31억 톤까지 늘어날 것으로 전망하고 있습니다.   <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnze1ntgxmjuymjyx.vr3ewj2hdcpvqzvw7yxhztgzsp04ly7oiqixwue0scwg.d4fuh3gb6l_ntbmi2tkjgpeynqxo-2bmnkhragycgn8g.png="" mjaynda1mtnfmjuw="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 세계 플라스틱 사용량 증가 시나리오 (자료=OECD) Chapter 02 생산 억제 VS 효과적인 처리   ‘기적의 소재’로 불리며 인류에게 유례없는 물질적 풍요를 가져다준 플라스틱은 가공하기 쉽고 견고한 데다 저렴하기까지 해 좀처럼 대체품을 찾기 힘든 범용소재입니다. 하지만 환경적 관점에서는 지구 생태계 전체에 매우 큰 위협이 되고 있습니다. 가장 큰 문제는 ‘비순환적’ 사용주기입니다. 생산량은 폭발적으로 늘어나는데 쓰고 버리는 플라스틱은 폐기물 처리나 재활용모두 제대로 안 되고 있다는 겁니다. <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnze1njq4ndk0mzux.0knailzmpejwqye3grp2h-rs6gqy3tnnleadwshdbtmg.li9wkdheozkgp6tpwhxl8bqzlaryve6rotl7-dnbyvog.jpeg="" mjaynda1mtrfmtcw="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;">   앞서 본 유엔환경계획 보고서에 따르면 현재 전 세계에서 버려지는 플라스틱 폐기물은 3.6억 톤 규모입니다. 이 가운데 전체 폐기물의 50%가 땅에 매립됐고 19%는 소각됐습니다. 재활용율은 9%에 불과했습니다. 나머지 22%는 어떻게 됐는지 파악조차 어렵습니다. 이렇게 매립되거나 소각되거나 행방불명되는 플라스틱 쓰레기가 하천, 토양, 대기, 남극의 빙하와 세계에서 가장 깊은 마리아나 해구까지 없는 곳을 찾을 수 없을 정도로 지구를 뒤덮으며 인류의 건강은 물론 생태계 전체를 위협한다는 과학적 증거들이 해가 갈수록 쌓여 가고 있습니다. 게다가 플라스틱 생산과 폐기 과정에서 막대한 온실가스 배출된다는 것도 큰 문제입니다. 이런 엄중한 상황 인식 아래 시작된 플라스틱 국제협약은 2015년 파리기후협약 수준의 결과물을 도출한다는 목표 아래 최종 협약을 앞두고 있습니다. 2050년으로 마지노선을 정한 탄소중립 정책에 버금갈 만큼 강력한 법적 구속력의 합의문을 이끌어내겠다는 것이지요. 하지만 전 세계 산업과 경제, 사회와 문화 전반에 걸쳐 큰 변화가 필요한 사안인 만큼 163개 회원국들의 논의는 여전히 난항이 거듭되고 있습니다. 가장 큰 쟁점은 두 가지입니다. 하나는 플라스틱 제품 원료의 생산 제한입니다. 다른 하나는 ‘생산자책임재활용제도’입니다. 소비자가 사용한 플라스틱 제품의 처리에 수반되는 비용을 생산자가 책임지도록 하는 것입니다. 유럽연합(EU)을 중심으로 한 선진국 그룹은 생산단계부터 플라스틱을 줄여야 한다고 주장하고 있습니다. 전 세계 플라스틱 폐기물의 최종 종착지가 되고 있는 아프리카 국가들도 생산 억제에 찬성하는 분위기입니다. 생산을 줄이면 자연스럽게 오염도 줄어들 거란 것입니다. 반면 플라스틱의 원료인 석유를 생산하는 산유국들은 격렬히 반대하고 있습니다. 이번 협약의 취지 자체가 지구의 플라스틱 오염을 막기 위한 것인 만큼 생산 억제가 아닌 효과적인 폐기물 관리 방안을 강구해야 한다는 입장입니다.     <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnze1ntkynti4mzax.lcbmtiomnjfhwj4sfhusdgyp43ru2_vk_zzfee_pl2gg.qlrylqcpapgqg0dykedzmaypbcfhtgrq0krc_s0i8fgg.png="" mjaynda1mtnfmjy3="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 생산자 책임 재활용 제도 EPR (출처=한국환경공단) 한국의 이런 협상책 이면에는 아마도 플라스틱을 친환경적이고 지속가능한 소재로 혁신하려는 연구개발에서 세계적으로도 가장 주목받는 성과들을 낳고 있는 화학연의 저력이 작용하고 있을 것으로 여겨집니다. 2023년 국가연구개발우수성과 100선에 빛나는 폐폴리스타이렌 재활용 기술, 또 그보다 앞서 2020년 역시 국가연구개발 우수성과 100선에 선정된 생분해성 바이오플라스틱 개발이 대표적이지요.   (좌)2023년 국가연구개발우수성과 100선에 선정된 폐폴리스타이렌(스티로폼) 재활용 촉매 기술(황동원 박사팀) 연구진, 좌측부터 민주원 박사, 김지훈 박사, 황동원 박사, 송인협 박사, 윤광남 (우)한국화학연구원 황동원 박사팀의 폐폴리스타이렌(스티로폼) 재활용 촉매 기술 개념도   Chapter 03 친환경적인 플라스틱 재자원화     플라스틱은 여러 가지 단위 물질을 중합해 만드는 인공 중합체입니다. 따라서 이미 만들어 사용한 폐플라스틱의 자원화는 중합의 역반응인 해중합 기술을 통해 이뤄지는데요. 해중합 기술로 재활용되는 플라스틱은 원래의 플라스틱과 동동한 물성을 갖고 있어 다시 새 플라스틱 제품을 만드는 데 무리가 없지만 해중합 과정에서 고온의 열이나 유해한 화학물질이 사용되는 점 등이 큰 문제입니다. 현재 플라스틱 쓰레기 분리수거에서 가장 많은 부피를 차지하는 것은 폴리스타이렌(스티로폼)입니다. 국내에서 포장재, 완충재, 단열재 등으로 쓰고 버리는 폐스티로폼은 연간 수만 톤에 이릅니다. 스티로폼은 전체 부피에서 98%가 공기층이고 단 2%만 폴리스타이렌으로 이뤄져 있는데요. 재활용을 하려면 고온의 열이나 톨루엔 같은 유해화학물질을 이용해 부피를 줄이는 과정에서 유독성 화학물질이 발생합니다. 이를 해결하기 위해 화학연에서는 기존보다 낮은 온도에서 폐스티로폼을 분해해 기초원료인 스타이렌 원료를 연속 생산하는 공정 기술을 개발했습니다. 이 기술은 2022년 롯데케미칼에 성공적으로 기술이전 되어 실증화와 사업화를 위한 공동연구가 한창입니다. 음료수 용기, 생활용품, 장난감, 전선 등으로 다양하게 사용되는 PET는 사용량이 많은 만큼 재활용 방법도 비교적 잘 구축되어 있는 편인데요. 하지만 유색이나 복합재질의 PET는 재활용이 어렵습니다. 또한 해중합 과정에서 인체에 유해한 유기물이나 금속 불순물이 포함될 수도 있지요. 이에 따라 화학연에서는 PET병을 친환경적으로 분해해 플라스틱의 기초원료로 재탄생시키는 기술도 개발하고 있습니다. PET 해중합에 주로 사용되던 아세트산 아연 촉매 대신 독성이 낮고 경제적인 촉매를 사용하는 공정 개발이 대표적이지요. 이 기술은 특히 용해도 차이를 이용한 상분리 기술이 적용돼 플라스틱의 기초물질인 단량체 회수가 쉽고 유색의 이물질이 포함된 PET 소재도 재활용이 가능하다는 게 큰 장점입니다.   PET의 저에너지 메탄올리시스 촉매 반응     Chapter 04 지속가능한 플라스틱 개발     앞서 플라스틱 제품 사용에 대한 규제가 전 세계적으로 확산되던 2019년, 화학연은 땅속에서 6개월 안에 100% 완전 분해가 되는 바이오플라스틱 기반의 생분해성 고강도 비닐봉투 개발로도 큰 화제가 된 바 있습니다. 그리고 몇 개월 뒤에는 현존하는 바이오플라스틱의 한계를 모두 극복하는 슈퍼 바이오플라스틱 개발 소식이 이어졌습니다. 이 식물유래 성분인 아이소소바이드 기반의 슈퍼 바이오플라스틱은 환경 호르몬이 없는 것은 물론 강철보다 강하며 200℃ 이상의 고온에서도 견디는 것으로 나타났습니다. 이런 고강도·고내열의 슈퍼 바이오플라스틱은 그간 비스페놀A가 포함된 석유계 플라스틱의 사용으로 안전성 논란이 컸던 젖병, 밥솥 등의 생활용품은 물론 온도 상승으로 인한 소재의 열팽창 등을 피해야 하는 OLED 등의 전자부품과 고온증기 멸균, 알콜같은 유기용제, 소독 살균제에 대한 내성을 가지는 의료용 소재 등으로도 활용될 수 있을 것으로 큰 기대를 모았지요.     <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnze1njuxntuynzk5.bdgyfh4frilpy4iecrfhunvsp89rlyyebepezfmgvwag.8rztrkiwqsg7_imbignjuvpcccvqrvk69zl4vky9pgog.jpeg="" mjaynda1mtrfmty2="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 화학연이 개발한 생분해성 고강도 비닐봉투 일본이 독점하고 있던 바이오 폴리카보네이트의 국산화에도 성공했습니다. 바이오 폴리카보네이트 역시 인체에 유해한 비스페놀A가 포함된 폴리카보네이트의 대안으로 주목받아 왔습니다. 하지만 식물에서 추출한 원료로 만들다보니 고기능성 플라스틱의 주요 특성인 투명성?고강도?내충격성 등을 만족시키기 어려워 시장 확대에 문제가 있었습니다. 반면 화학연 연구진이 개발한 바이오 폴리카보네이트는 자동차 선루프, 고속도로 투명 방음벽 등에 쓰일 수 있을 만큼 우수한 투명도와 강도를 자랑했습니다.   <a 81="httpsnews.kbs.co.krnewspcviewview.doncd=4302753).PNG"," :="" a="" alt="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-height="498" data-lazy-src="" data-linkdata="{" data-linktype="img" data-width="886" div="" https:="" id="SE-250505cb-508a-486e-ad1d-6d77d76cfaea" img="" mdaxnze1njuxnzy5otm1.96qiyavwgf765m0g5oywznffipcsud2w3qfbqwtkuiag.d9vzp3z4hj1th_p58zdlabel2ilpvqok6burb0yyliig.png="" mjaynda1mtrfntkg="" p="" postfiles.pstatic.net="" src="https://postfiles.pstatic.net/MjAyNDA1MTRfNTkg/MDAxNzE1NjUxNzY5OTM1.96qIYaVwgf765M0G5OywZNffipCsud2w3QFbQwTkuIAg.d9vzp3z4HJ1TH_p58ZDLAbel2ILPvQOK6BuRb0yYlIIg.PNG/%ED%95%9C%EA%B5%AD%ED%99%94%ED%95%99%EC%97%B0%EA%B5%AC%EC%9B%90_%EB%B0%94%EC%9D%B4%EC%98%A4%ED%8F%B4%EB%A6%AC%EC%B9%B4%EB%B3%B4%EB%84%A4%EC%9D%B4%ED%8A%B8_%EA%B0%9C%EB%B0%9C(%EC%98%81%EC%83%81=httpsnews.kbs.co.krnewspcviewview.doncd=4302753).PNG?type=w966" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;">(출처 = KBS뉴스) <a 81="httpsnews.kbs.co.krnewspcviewview.doncd=4302753).PNG"," :="" a="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" id="SE-3802e3be-5887-4b7c-9719-0931a45544c3" mdaxnze1njuxnzy5otm1.96qiyavwgf765m0g5oywznffipcsud2w3qfbqwtkuiag.d9vzp3z4hj1th_p58zdlabel2ilpvqok6burb0yyliig.png="" mjaynda1mtrfntkg="" p="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;">코로나19 바이러스 사태로 마스크 폐기량이 급증하던 2021년에는 여러 번 재사용할 수 있으면서 퇴비화 조건에서 한 달 안에 완전히 자연분해 되는 신개념 생분해 마스크 필터를 개발했습니다. 화학연이 선보인 생분해 마스크 필터는 대표적 생분해 플라스틱인 폴리부틸렌 숙시네이트의 강도를 보완한 후 나노섬유와 마이크로 섬유 형태로 뽑아 부직포를 만들어 바이러스와 미세먼지를 걸러내면서도 기존의 마스크 필터보다 호흡이 편했습니다. 여기에 자연에서 추출한 키토산 나노입자를 코팅해 천연 항균능력까지 더해진 마스크 필터가 완성됐지요. <a 81="httpsnews.kbs.co.krnewspcviewview.doncd=4302753).PNG"," :="" a="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" id="SE-de56d82d-f196-4451-826a-01fb48ff99c7" mdaxnze1njuxnzy5otm1.96qiyavwgf765m0g5oywznffipcsud2w3qfbqwtkuiag.d9vzp3z4hj1th_p58zdlabel2ilpvqok6burb0yyliig.png="" mjaynda1mtrfntkg="" p="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;">화학연의 바이오플라스틱 연구는 플라스틱 분해 미생물을 7일 이내에 찾을 수 있는 ‘플라스틱 분해 미생물 스크리닝 키트’ 개발로도 이어졌습니다. 특정 분해효소를 이용해 플라스틱을 영양분으로 섭취할 수 있는 미생물을 손바닥 크기의 키트로 쉽고 빠르게 찾을 수 있도록 한 것입니다. 그간 플라스틱을 분해하는 미생물을 찾기 위해서는 플라스틱 조각을 토양과 강, 바다에 두고 썩은 부분 주위의 미생물을 채취·배양하는 방법이 있었는데 잘 썩지 않는 플라스틱의 특성상 보통 수년에서 수십 년의 시간이 소요될 수밖에 없었던 것을 일주일 단위로 단축시킨 것입니다. <a 81="httpsnews.kbs.co.krnewspcviewview.doncd=4302753).PNG"," :="" a="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnze1njuxnzy5otm1.96qiyavwgf765m0g5oywznffipcsud2w3qfbqwtkuiag.d9vzp3z4hj1th_p58zdlabel2ilpvqok6burb0yyliig.png="" mjaynda1mtrfntkg="" p="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnze1odm1mzk5nzm1.vkwu0tmvau5o4mglrktk_eijbticpctwavpmr3bpigkg.unhxx1m8vgc-6rlu2ujjiftsehhkcqh8limpapda3cig.png="" mjaynda1mtzfmtqx="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 플라스틱 분해 미생물 추출 과정 현대문명의 중요한 물적 기반이자 골칫덩이기도 한 플라스틱의 미래가 과연 어떤 방향으로 결정될지 전 세계의 관심이 고조되고 있습니다. 그것이 어떤 선택이든 화학연의 연구개발은 친환경적인 폐플라스틱 자원화와 지속가능한 플라스틱 개발 모두에서 계속해 빛을 발하게 될 텐데요. 화학연 연구진의 혁신적인 플라스틱 연구가 ‘얼죽아’ 사랑처럼 조용히, 또 폭넓게 세계인의 건강과 지구 환경 보존을 이끄는 트렌드세터가 되길 기대합니다.  

  • 등록일2024-05-27
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People&Collabo 청명한 그들의 꿈이 더 푸르고 밝아지기를

KRICT 스토리   청명한 그들의 꿈이 더 푸르고 밝아지기를   부지깽이만 꽂아놔도 싹이 난다는 절기 청명(淸明). 땅을 봐도 초록, 고개를 들어도 초록, 온통 초록초록한 빛깔로 물들어가는 산책로를 화학연의 신입사원들과 함께 걸었습니다. 처음 만나는 다른 부서 동기들은 아직 어색하고, 이렇게 저렇게 연신 색다른 포즈를 원하는 사진작가의 요청도 자꾸만 손가락이 오그라 듭니다. 그래도 이상하게 자꾸만 웃음이 새어나옵니다. 이 역시 화학연 새내기라 누릴 수 있는 특별한 경험 중 하나이니 말이지요. ? <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzeznzkzodixotgz.iewo9mf4kj9z35vfhprvlvch1qbub6sxxslehcnwyrig.yznbf2urptfiokt7fcbjlxodjojp8savr9icsip9gc0g.jpeg="" mjaynda0mjjfmjy2="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> CO2에너지연구센터 신재호 선임연구원   가족과 함께 대전에 새 보금자리를 꾸린 신재호 선임연구원은 이곳이 과학의 도시이자 빵의 도시라는 것에도 감사함을 느낍니다. 낯선 곳에서 잘 적응할까 걱정했던 어린 딸이 성심당과 사랑에 빠졌기 때문입니다. 순조로운 정착으로 안정감을 얻은 신 연구원은 덕분에 앞으로의 중장기 연구 로드맵 구상에 온 힘을 기울일 수 있게 되었다고 전하는데요. 전기화학자인 그는 요즘 자신의 전공을 바탕으로 다방면의 화학 분야와 협업하는 연구를 꿈꾸고 있습니다. 자신뿐만 아니라 동료와 화학연 모두의 미래에 도움이 되고 싶다는 꿈이지요.   <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzeznzkzodyymjcw.zhj3gxdykitzjnhb3rwbvczos6iifg1g1ktyj1t3q9ug.p35njb9y3slwikiyyr4pky56blpirehvkgo6fuo-r_0g.jpeg="" mjaynda0mjjfmjeg="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 계면재료화학공정연구센터 황태규 선임연구원   “아는 것을 안다, 모르는 것을 모른다”고 말할 수 있는 용기는 과학자의 중요한 덕목 중 하나입니다. 이런 솔직함은 특히 젊은 과학자에겐 특권이자 고유의 매력 포인트이기도 한데요. 요즘 가장 행복한 것을 묻자 ‘당근 늘 채용공고를 주시해온 화학연 합격’, 고민은 ‘떨어지는 주식가격’이라는 황태규 선임연구원의 날 것 같은 대답에 저절로 미소가 지어집니다. 그는 밖에서 상상한 것보다 더 유능하고 똑똑한 선배 연구원들의 모습에 조금 위축이 된다면서도 당당한 야심 역시 숨기지 않습니다. 앞으로 10년 내에 세계적인 불소화학소재기술을 개발해 기술이전까지 이뤄내겠다는 포부입니다.   <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzeznzkyntaymdc4.8ivq2nok-s2gmefo7wjl94trkf0qwtag14uoolo3saug.n_dztiadjnsvgozfiy-yrtzjlkdqnjqz2gxmbu5i_yag.jpeg="" mjaynda0mjjfmtgw="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 희귀질환치료기술연구센터 문재수 선임연구원   문재수 선임연구원은 요즘 출근길 발검음이 명쾌합니다. 가슴에 돌덩이를 얹은 듯 무겁게 느껴졌던 취업의 불확실함이 사라진 뒤 맞는 첫 번째 봄이기 때문입니다. 길고 힘든 학위과정을 함께 헤쳐 온 남편도 가까운 대학교에 잘 안착해 기쁨은 두 배일 수밖에 없습니다. 입사하자마자 대형 프로젝트 준비에 힘을 보탤 수 있게 된 것도 큰 행운입니다. 그 역시 조만간 연구 전체를 총괄하는 책임자가 되어야 하는 만큼 아직 부족한 점을 점검하며 자신의 역량을 연마할 좋은 기회가 되고 있으니까요.   <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzeznzk0mjizmjaw.c1meks20mjex1ypzcxaecweppcefdwldduqjfzdfewag.c8j1_huzr9cbet6165sypqyfrszh9oney9nf7s5s4aeg.jpeg="" mjaynda0mjjfmjuy="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzeznzk0mjizmjaw.c1meks20mjex1ypzcxaecweppcefdwldduqjfzdfewag.c8j1_huzr9cbet6165sypqyfrszh9oney9nf7s5s4aeg.jpeg="" mjaynda0mjjfmjuy="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzezotm2mduxodyx.jawnwi7el4-3zjp9xhkkg6jssex05fyza2xidj1tzmig.v-njt3xes-bii7cqvl9smor4sdg75zxbpwxnrnrbgdug.jpeg="" mjaynda0mjrfmjc3="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 바이오화학센터 서진영 선임연구원   중장년층이 사주나 혈액형인간학에 친숙하다면, 청년세대에게는 MBTI가 대세인데요. 바이오화학센터의 서진영 선임연구원은 인프제(INFJ)라고 합니다. 이 유형의 사람들은 인내심, 집중력이 강하고 의사소통을 중시해 ‘선의의 옹호자’로 불리는데요. 서 연구원도 일을 하며 긍정적인 상호관계 유지에 상당한 노력을 기울이는 성향이라고 합니다. 하지만 지나치게 업무에 몰입하며 휴식을 소홀히 하는 면은 개선할 점이라 여겨 일과 삶의 균형에도 부쩍 신경을 쓰고 있습니다. 자신의 임무인 친환경적이고 지속 가능한 고분자 연구를 위해서는 먼저 자신부터 지속 가능한 건강과 체력이 필수라 여기기 때문입니다.     <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzeznzkynde3odm4.mnuer4stahuldlpepqg0bfl89_zatbk_nyrmceebllcg.jvhn-socsunzgqtnoqb3v8x6grhi0jwb3wqtsrtrl4eg.jpeg="" mjaynda0mjjfmjmy="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 중소기업지원실 김재원 선임연구원   김재원 선임연구원은 매일 아침 봄꽃이 만개한 화학연의 정원을 지나며 새로운 시작에 대한 설레임을 만끽하고 있습니다. 과학기술정책연구원에서 중소기업 정책 연구와 예비타당성조사 업무를 해온 그는 이제 화학연 중소기업지원실에서 자신의 지식과 경험을 한층 업그레이드하는 중입니다. 일상 구석구석에 스며든 화학의 다양한 모습과 중소기업에 관심이 많았던 터라 화학 중소기업이 강소기업으로 성장할 수 있도록 지원하는 일이 더 흥미롭게 느껴집니다.     <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzeznzkznzi0odgw.mdpet8brxlse6e4byevymrkx-hswk26nyciwvomokbcg.c7dxpe-k6cys4jgmwgeykfsobhe6dxbjayyzsoq43vgg.jpeg="" mjaynda0mjjfmjyx="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 구매자산실 박성주 행정원   꽃들이 피고 새 잎이 돋는 봄은 늘 새로운 시작에 대한 설렘과 떨림이 가득한 계절입니다. 그래서 전통적으로 동양에서는 봄에 태어난 아기들이 강한 목(木) 기운으로 밖으로 샘솟는 발전적 기질이 강하다고 이야기하는데요. 대학생 때부터 지구 반대편 중남미 여행을 꿈꾸고 있다는 박성주 행정원도 그런 봄 인간 중 하나인 듯합니다. 그보다 당장의 희망은 새롭게 시작한 용역·내자구매 업무의 전문성을 높이는 것인데요. 앞서 다른 곳에서 경험한 연구행정 업무를 바탕으로 법 해석 능력을 높이기 위해 열심히 노력하는 중이라고 합니다.       잎보다 먼저 핀 벚꽃과 개나리들은 어느새 자취를 감추어 가고, 바야흐로 초록의 계절이 성큼 다가오고 있습니다. 갓 태어나는 초록빛 여린 잎과 오늘 만난 화학연 새내기들의 가장 닮은 점은 ‘존재 자체로 희망’이란 점입니다. 질투가 날 만큼 풋풋하고 싱그럽던 그들의 꿈과 희망이 언젠가 크고 달콤한 열매로 다시 모든 이들을 기쁘게 할 수 있기를 기대합니다.  

  • 등록일2024-05-22
  • 조회수1,209
Krict Issue DEL 기술이 뭔가요?

KRICT 포커스   DEL 기술이 뭔가요?   화학 분야 유일의 국책연구기관인 화학연은 지난 40여년 간 급변하는 세계 과학기술 지형과 국가주력산업 성장전략에 맞춰 끊임없이 쇄신을 거듭해왔습니다. 이런 일련의 변화상을 가장 쉽게 확인할 수 있는 곳이 바로 화학연의 조직도인데요. 최근 더욱 격화되고 있는 기술패권 경쟁에 대응하기 위한 조직개편에서 생소한 이름의 신설부서가 눈길을 끌고 있습니다. 바로 ‘DEL기술연구단’입니다. Chapter 01 무어의 법칙 VS 이룸의 법칙   ‘DEL’은 '유전자 암호화 라이브러리(DNA-Encoded Library)'의 약자로 분자량이 작은 저분자 화합물에 유전자(DNA) 정보를 결합한 거대 화합물 라이브러리입니다. 매우 많은 시간과 비용이 필요한 기존의 스크리닝 방법보다 한층 효율적으로 신약 후보물질을 찾아낼 수 있어 전 세계 제약업계의 뜨거운 관심을 받고 있는 기반기술이지요. <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzezotm2mjy1odaz.rqgyzzlrifymh9ct7qpjn075vq-7csqzbgbza98kofwg.tp41nwpw8kumidefiudrkkjzrm0elqmyjwmukoo3ivkg.png="" mjaynda0mjrfmjq4="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 유전자 암호화 라이브러리: DNA 서열을 바코드로 사용하여 화합물을 식별하는 혼합물 형태의 라이브러리 (자료 = DEL기술연구단) 반도체에 ‘무어(Moore)의 법칙’이 있다면, 그간 신약 개발 분야에서는 이 철자를 거꾸로 쓴 ‘이룸(Eroom)의 법칙’이 자주 회자되곤 해왔습니다. 반도체 성능은 18개월마다 2배씩 빨라지지만 신약 연구개발의 생산성은 거꾸로 계속해서 감소한다는 일종의 자조적인 표현이라 할 수 있습니다. 이는 신약의 탄생 과정이 그 만큼 상상 이상으로 험난하다는 것을 의미하는 것인데요.   의약품 전문 다국적 컨설팅기관 아이큐비아(IQVIA)에 따르면 신약의 평균 개발 기간은 12.5년, 평균투자비용 1조 7천억 원, 하지만 성공확률은 0.02%에 불과합니다. ‘만에 하나’라는 표현처럼 1만 개 후보물질 중 단 한두 개만이 신약 개발의 결승선을 통과하는 것이지요. 이에 따라 신약 연구개발 과정에서도 특히 많은 시간과 비용이 투입되는 후보물질 발굴을 보다 빠르고 효과적으로 수행할 수 있는 기술 개발에 대한 요구가 높아져 왔습니다.     Chapter 02 소요기간 1년이 몇 시간으로 <hr -194px="" 1.53.0="" 432px="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" basic="" class="se-hr" editor-static.pstatic.net="" height:="" img="" style="margin: 0px auto; border-top: 0px; background-image: url(" v="" width:="" /> 이에 따라 1990년대부터 다양한 화합물을 빠르게 합성할 수 있는 조합화학(Combinatorial chemistry) 기술이 발전해왔는데요. 이를 통해 얻어낸 대량의 화합물 라이브러리를 고속으로 스크리닝 할 수 있는 HTS(High-Throughput Screening)도 함께 발전하며 지금까지 많은 신약개발에 기여해오고 있습니다. 하지만 이 역시 단점은 있었는데요. 수백만 종 이상의 화합물을 개별 합성·관리해야 한다는 점, 라이브러리 크기에 물리적 한계가 존재한다는 점, 구축에 5~10년이 걸린다는 점 등이 그것입니다. DEL 기술이 대안으로 부상한 것은 1992년부터입니다. 미국의 의학연구소인 스크립스 연구소(TSRI)가 처음으로 제안한 DEL 기술은 기존의 라이브러리와 달리 암호화된 화합물을 혼합물의 형태로 보유하는 것이었지요. 이렇게 되면 이론상으로 1년여의 기간 내에 수 조개 규모의 라이브러리를 구축할 수 있게 됩니다. 또한 스크리닝에 소요되는 1년의 시간이 단 몇 시간으로, 비용도 10분의 1까지 극적으로 줄어들게 됩니다. 하지만 DEL 기술은 막강한 자금력과 연구 인력의 초거대 기업들이 아니면 자체적인 보유와 유지가 어렵습니다. 이로 인해 국내외를 망라한 대부분의 신약개발 기업들은 극소수 미국과 중국 기업이 제공하는 서비스를 고가에 이용하거나 공동연구 형태로 초기 선도물질 도출을 진행해왔는데요. 이 역시 어느 정도 규모가 큰 제약사들에게나 해당되는 사항일 뿐, 중소 벤처기업들로서는 최소 수 억 원의 비용이 필요한 DEL 기술의 활용은 언감생심 꿈꾸기 힘든 것이었습니다. Chapter 03 세계적인 K-신약을 향해 <hr -194px="" 1.53.0="" 432px="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" basic="" class="se-hr" editor-static.pstatic.net="" height:="" img="" style="margin: 0px auto; border-top: 0px; background-image: url(" v="" width:="" /> 앞서 화학연은 2000년 설립한 한국화합물은행을 통해 이미 20년 넘게 국내에서 생산되는 신약소재 화합물과 관련 연구 성과들을 수집해 통합관리하며 범국가적으로 공동 활용할 수 있는 인프라 구축에 힘써왔습니다. 그리고 2023년, 높은 유용성에도 불구하고 기반기술 부족과 라이브러리 부재, 높은 사용료 등이 진입장벽으로 작용하고 있는 DEL 기술의 원스탑(One-stop) 공공서비스를 목표로 DEL기술연구단을 출범시키게 됐는데요. <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzeznzg0ndu4ndm3.ov2lmktncbuhoq3jzua8_rpw9znggk8vdvjjat6vfimg.k2girpnjo_cvtnikpgppxokieu4zqoqsesh3zva3bc0g.png="" mjaynda0mjjfmtu4="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> DEL기술연구단 추진일정 및 기대효과 (자료 = DEL기술연구단)   연구단은 글로벌 수준의 DEL 기술 서비스를 통해 국내 제약사와 연구자들의 접근성을 획기적으로 높이겠다는 목표 아래 현재 대용량 유전자 암호화 라이브러리 플랫폼 기반의 코어뱅크 구축에 많은 힘을 쏟고 있습니다. 코어뱅크는 원래 금융기관에서 사용하는 핵심적인 전산 시스템으로 예금, 대출, 이체 등의 업무를 통합 관리하는 시스템을 말하는데요. DEL기술연구단이 구축 중인 코어뱅크 역시 정보제공부터 분석, 합성, 스크리닝과 약효평가, 수요맞춤형 서비스에 이르기까지 DEL 기술 체계의 전반을 통합 관리하게 됩니다. <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzezodu0ntewotm4.ixzi0zupn7wssppxe0ul5fmdpaloinonculiu8-8nwag.h_f5jedxlndjyt-xypqq3g9mzxyemtcygepytltlk6eg.png="" mjaynda0mjnfmtew="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> DEL 기술연구단 사진   한 국가의 신약개발 경쟁력은 결국 누가 더 튼튼하고 정교한 기초 인프라를 갖추고 있느냐에 따라 판가름 나는 경우가 많습니다. 특히 거대 자본과 기술, 인력으로 독자적인 인프라를 구축하고 있는 거대 다국적 기업이 없는 우리나라는 보다 많은 기업과 연구자들이 자유롭게 신약개발 정보를 활용할 수 있는 개방형 혁신 플랫폼 마련에 더욱 힘을 기울여야 하는 상황인데요. 폐쇄적이었던 DEL 기술의 물꼬를 트기 위한 화학연의 노력이 독보적인 블록버스터 급 한국산 신약 탄생의 출발점이 될 수 있기를 기대합니다.  

  • 등록일2024-05-22
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Krict Special 기후변화 위기탈출 앞장서는 탄소중립화학공정실증센터

KRICT 스페셜   기후변화 위기탈출 앞장서는 탄소중립화학공정실증센터       “집단자살”(2022), “지옥문 열었다”(2023), “세상을 구하는데 남은 시간 2년”(2024). 국제사회의 기후변화 공동대응을 촉구해 온 UN의 발언 수위가 연일 더 강경해지고 있습니다. 앞선 2015년 파리협약에서 당사국들이 자발적으로 줄이기로 약속한 온실가스 감축목표의 이행 속도 매우 지지부진하기 때문입니다. 이미 인류의 막대한 온실가스 배출이 지구 환경에 미치고 있는 악영향이 너무 깊어진 상태에서 더 이상은 지체할 시간이 없음을 경고하고 있는 것입니다. Chapter 01 국가주력산업의 돌파구   지난 4월 11일 사이먼 스티엘 유엔 기후변화협약(UNFCCC) 사무총장은 “현재로서는 (당초 목표대로) 2030년까지 온실가스 배출량을 거의 줄이지 못할 것”이라며 세계 각국에 2025년까지 지금보다 더 강력한 국가온실가스감축목표(NDC)를 새롭게 제출하도록 했습니다. 이 가운데서도 특히 더 강조한 것은 화석연료에 관한 즉각적인 조치들입니다. “현재 청정에너지 투자보다 더 시급한 것이 화석연료 감축”이라는 것입니다.   <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzeznzc1nda4otyz.mj4wzgdbds4d54_uhtuqv2xanpwdqn9rhzsqurchcxcg.multxzs2jvjhkzknxnwhuywli3vdxmorb-wlenelj6gg.jpeg="" mjaynda0mjjfmjiw="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzeznzc1ndexntk0.tqh5f3lmalxno8cikysgjmcvrnttgwjtpf_a0uqq3oog.f6l8suvmbighimzdzp55y27amb6ieyzb7xidvpvdsyag.jpeg="" mjaynda0mjjfmzkg="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> ‘2030년 국가 온실가스 감축목표(NDC)’ 수정안.('23.3) (자료=산업통상자원부)   이미 세계 각국은 재생에너지 확대와 친환경 차 보급 정책, 탄소세 도입 등을 통해 화석연료의 사용량을 줄이기 위해 안간힘을 쓰고 있습니다. 이 같은 지구촌 전반의 화석연료 감축 움직임은 글로벌 경기 침체와 중국의 물량 공세 속에 수익성 약화로 고민하고 있는 국내 석유화학산업의 입지를 더욱 움츠러들게 할 게 분명합니다. 우리나라의 석유화학산업은 그간 고도의 기술력과 대규모 산업시설을 기반으로 글로벌 산업계 전반에 걸쳐 기초 화학원료와 수송에너지를 공급하며 세계 석유화학산업계의 빅4로 성장해 왔는데요. 현재 국내 주요 석유화학기업들은 세계 각국의 저탄소 정책과 정유·기초유분 수요 둔화, 중국의 물량공세라는 삼중고에서 벗어나기 위해 공장 가동 중단과 생산시설 매각까지 다양한 자구책 마련에 안간힘을 쏟고 있습니다. 하지만 이 같은 일시적 대응책만으로는 대한민국 경제의 척추를 이뤄온 석유화학산업이 위기를 탈출하는 데 한계가 분명해 보입니다. 보다 근본적인 혁신의 돌파구가 더욱 절실해지고 있는 시점이지요.   <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzezoti0nzczmju5.cnfuy_fsd-ovwwhuiolp7f75kqdtddc3ls7cdzem2lmg.kr7foyvcxcuwahhfps13icfga50-e_zatpaiwmw1iosg.jpeg="" mjaynda0mjrfnteg="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 센터 개고식 테이프 커팅 장면 / 좌측 두번째 김복철 NST 이사장, 세번째 서동욱 전담도의회의장, 네번째 김영록 전남도지사, 다섯번째 이영국 한국화학연구원장, 여섯번째 정기명 여수   지난 3월 6일, 전남 여수에서 열린 ‘탄소중립화학공정실증센터’ 개소식에 국내 석유화학 산업계의 관심이 집중된 것도 이런 절박함 때문이라 할 수 있습니다. 이날 행사는 150여 명의 정관계와 관련 산업계 인사들로 큰 성황을 이루며 탄소중립화학공정실증센터 설립에 대한 높은 기대감을 여실히 드러냈는데요. Chapter 02 혁신기술을 실증하라   (좌)석유화학촉매 공정 연구 지원동 전경, (우) 탄소중립화학공정실증센터 구축 및 활용 계획   탄소중립화학공정실증센터는 화학연 등의 연구개발 기관들이 개발해 온 원천기술의 실증을 통해 탄소중립 화학기술의 빠른 상용화를 지원하기 위해 설립된 국내 유일의 R&D 실증 전문기관입니다. 총 563억 원의 예산이 투입돼 석유화학산업의 고도화와 탄소저감 기술의 실증을 지원하게 될 대규모 국가 프로젝트이지요. 약 3년간의 공사 끝에 모습을 드러낸 탄소중립화학공정실증센터는 크게 석유화학산업 고도화를 위한 석유화학 촉매공정 실증지원센터와 탄소포집활용(CCU) 실증지원센터로 구성됩니다. 이 가운데 1차에 해당하는 석유화학 촉매공정 실증지원센터가 먼저 준공 테이프를 끊었습니다. 2차 시설인 탄소포집활용 실증지원센터 역시 올해 말 완공을 목표로 공사에 박차를 가하고 있습니다. 가동이 본격화된 석유화학 촉매공정 실증지원센터에서는 현재 석유화학 부생가스를 활용한 화합물 전환 기술과 플라스틱 자원순환 문제를 해결할 수 있는 플라스틱 업사이클링 기술 등이 중점 연구되고 있습니다. 이를 위해 슬러리 혼합기, 진공건조기, 결정화기 등 대규모로 소재를 합성하는 상압합성장비와 반죽기, 압출기, 타정기, 분무건조 성형 설비 외에도 시험분석을 담당하는 각종 분석 장비까지 24종에 이르는 장비를 갖추고 있는데요.   <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzezntezmdu3mde5.b15s9jgfaprzg2afd5odf0jihuekzafh7bgvwyz5axsg.neratsnwkynsfegflojpi8zuzimm8f7cd5hjjikkdukg.png="" mjaynda0mtlfmjk2="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 석유화학촉매공정 실증실험동 내 장비 구축 전경 이들은 화학연이 기존에 보유해 온 장비에 비해 5~200배까지 큰 규모를 자랑합니다. 소규모 실험실 수준이 아니라 산업계가 즉시 활용할 수 있는 대규모 실증 연구를 위한 장비들로 위기에 처한 국내 석유화학산업의 활로 찾기에 빠르고 실질적인 도움을 주기 위한 것이지요. 12월 완공 예정인 CCU 실증센터 역시 큰 규모의 실증 장비들을 기반으로 화석연료 부생가스를 청정연료와 산업용 원료로 되돌리는 탄소중립 대응 기술 개발에 힘을 보탤 계획입니다. Chapter 03 석유화학 거점에서 탄소중립 허브로   <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzeznta5ndm2mjey.saztjrjrys_z_qqsxj6op7vssyffklievpg2dk5dpsgg.x1akmmepj3oj1naobmnssywaipmnjoiedet8suhvel8g.jpeg="" mjaynda0mtlfmtm5="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 여수산업단지 탄소중립화학공정실증센터가 자리를 잡은 여수국가산업단지는 우리나라뿐만 아니라 세계적인 석유화학산업의 거점입니다. 지난 40여 년간 LG화학, GS칼텍스, 여천NCC, 한화솔루션, 롯데케미칼, E1, 금호석유화학그룹, 남해화학, KCC, 바스프 같은 세계 유수의 기업들과 협력업체들이 들어서며 단일 석유화학산업단지로는 세계 1위, 산업단지로만 놓고 봐도 아시아 최대 규모로 성장해 왔지요. 탄소중립화학공정실증센터가 이곳에 자리를 잡은 것은 급변하는 글로벌 에너지산업 환경 속에서 우리나라가 다시 한 번 세계를 선도할 수 있도록 준비되고 있는 밑그림이라고도 할 수 있습니다. 국내뿐만 아니라 세계적으로 중요한 석유화학산업의 거점인 여수를 기반으로 동북아 최대의 탄소중립기술 상용화 지원의 허브를 구축하려는 것이지요. 이에 따라 화학연은 탄소중립화학공정실증센터가 석유화학산업 혁신과 탄소중립 화학공정 상용화 지원의 거점 조직이라는 중요한 역할을 더욱 충실히 수행할 수 있도록 연구 인력을 2030년 40여 명까지 확대할 계획이라고 하는데요. 많은 기다림 끝에 마침내 원대한 계획의 첫 발을 내딛는 데 성공한 탄소중립화학공정실증센터의 걸음걸음이 석유화학산업의 위기 탈출을 넘어 인류의 기후변화 해결까지 이어지는 중요한 이정표가 되기를 기원합니다.

  • 등록일2024-05-22
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Krict 이모저모 즉석식품도 화학적으로 외면할 이유가 없다

KRICT 스토리   즉석식품도 화학적으로 외면할 이유가 없다       1958년 일본에서 처음 개발되어 우리나라에서 꽃을 피운 즉석(인스턴트) 라면이 세계인의 입맛을 사로잡고 있다. 세계라면협회(WINA)에 따르면 2022년 전 세계에서 소비한 라면은 무려 1212억 개나 된다. 중국이 무려 450억 개의 즉석 라면을 소비했고, 인도네시아(142억개)·베트남(85억개)·인도(76억개)· 일본(60억개)·미국(52억개)·필리핀(43억개)·한국(40억개) 등이 뒤를 따르고 있다. 1인당 즉석 라면 소비량은 베트남(85개)·한국(77개)·태국(55개)의 순이다.   <a :="" a="" area-hidden="true" blogfiles.pstatic.net="" chapter="" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" id="SE-3a8a81a4-e852-41a5-a9d8-5e2e8e2140a4" mdaxnzewotm0ndu3mzy5.hla05qkhjh8rru5cx-7z2dfdac-anezhpmgkyqxknsyg.fyjn9q1oidsqhcypblcootejd98owycnwrvgggmve_8g.png="" mjayndazmjbfmta3="" p="" span="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;" type="w1"> 이제 즉석 라면은 세계 시장에서 가장 저렴하고, 저장이 쉽고, 간편한 즉석(인스턴트)식품으로 확실하게 자리를 잡았다. 더욱이 ‘기생충’과 같은 영화와 소셜 미디어의 먹방을 통해서 전 세계적인 유행을 선도하는 ‘문화상품’으로도 확실하게 인식되고 있다는 뜻이다.   우리 K-라면의 수출도 상승세를 타고 있다. 관세청에 따르면, 2023년 라면 수출액이 9억 5200만 달러로 전년 대비 24.4% 증가했다. 라면 수출로 중형 휘발유 승용차 5만4000대 수출에 해당하는 엄청난 실적을 올린 것이다. K-라면은 중국·미국·일본·네덜란드를 비롯해 전 세계 무려 132개국에 수출되고 있다. 올해는 역사상 처음으로 라면 수출액이 10억 달러를 넘어서고, 2015년 이후 10년 연속 수출 성장기록을 경신하게 될 것으로 전망하고 있다.     Chapter 01 영양학적으로 완벽한 것은 아니다   <a :="" a="" area-hidden="true" blogfiles.pstatic.net="" chapter="" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzewotm0ndu3mzy5.hla05qkhjh8rru5cx-7z2dfdac-anezhpmgkyqxknsyg.fyjn9q1oidsqhcypblcootejd98owycnwrvgggmve_8g.png="" mjayndazmjbfmta3="" p="" span="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;" type="w1"> 즉석 라면을 개발한 '안도 모모후쿠'. (사진=나무위키)   즉석 라면은 1958년 일본의 식품기업가 안도 모모후쿠가 처음 개발했다. 메이지 유신 이후 유입된 중국식 면요리인 ‘납면’(拉麵)을 일본식으로 변형한 ‘라멘’(ラ?メン)을 값싸고, 편리하게 조리할 수 있도록 가공한 것이다. 식용유에 튀겨서 건조한 ‘면’과 냉동건조(freeze dry) 기술을 이용해서 다양한 재료를 분말 형태로 가공한 ‘분말 스프’가 즉석 라면의 핵심이다. 수분을 제거한 즉석 라면은 굳이 보존재를 넣지 않아도 장기간 보관할 수 있다.   우리나라에서 1964년부터 일본식 라면을 생산하기 시작했다. 더욱이 1971년 컵라면이 개발되면서 즉석 라면은 더욱 편리한 간편 식품으로 확실하게 자리를 잡게 되었다. 2009년부터는 한국의 K-라면의 생산량이 원조인 일본을 넘어서기 시작했다. 우리가 일본이 처음 개발한 즉석 라면의 새로운 종주국으로 자리를 잡기 시작한 것이다. 우리나라 식품기업이 지속적인 투자와 노력으로 이룩해낸 자랑스러운 성과다. <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzewotm1njq3otqx.fi2kvbxujdfocxffupinhxssqcsa6vtefmr4lohyuawg.uj0wgdcfp1k4oas9mvcgegtjziyvuujosdtvaramxqeg.png="" mjayndazmjbfocag="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 우리나라에서 생산되는 즉석 라면이 영양학적으로 완벽한 것은 아니다. 즉석 라면에 포함된 탄수화물·지방·단백질 등의 영양 성분의 양과 포화지방·소듐(나트륨)·칼슘·캠사이신·MSG 등의 함량은 제품에 따라 크게 차이가 난다. 특히 즉석 라면 한 개에 들어있는 포화지방의 양이 하루 권장 섭취량의 절반을 넘는 제품도 있고, 소듐이 하루 권량 섭취량의 90%나 되는 경우도 있는 것으로 알려져 있다. 상대적으로 칼슘의 함량은 대체로 부족하다고 한다.   즉석 라면에 포화지방의 함량이 높은 것은 생산 과정에서 상대적으로 값이 싼 식물성 유지인 팜유를 많이 사용하기 때문이다. 1989년 공업용 쇠기름 파동 이후부터 본격적으로 사용하기 시작한 팜유는 오일팜(기름야자)의 과육을 압착해서 얻은 식용유로 마가린이나 과자류의 생산에 많이 사용된다. 팜유에는 불포화지방산인 리놀레산이 적어서 상온에서 고체 상태로 존재한다. 그러나 포화지방을 지나치게 많이 섭취하면 지방간의 위험이 높아지고, 혈중 콜레스테롤과 충성지방이 늘어나서 심혈관게 질환과 비만의 위험이 커지는 것으로 알려지고 있다.   <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzewotm1nzy0otm1.8nxodywct-dkxozezboqkddha1bkpdykzh7g652j3cog.9xtxxsm8s1og4f_zwzt3ril2qstghqecpmg1p8e7z6kg.jpeg="" mjayndazmjbfmtcg="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 즉석 라면에 소듐(나트륨) 함량이 높은 것은 일반적으로 짠맛을 좋아하는 즉석 라면 소비자들의 입맛을 반영한 결과다. 보통 소금(염화소듐)을 통해서 섭취하는 소듐은 우리 뭄의 생리작용에 꼭 필요한 전해질 성분이다. 체액에 포함된 소듐이 지나치게 부족해지면 전해질 쇼크가 일어나서 생명이 위험해질 수도 있다. 그러나 소듐이 우리 몸에서 아무리 좋은 역할을 하더라도 지나치게 많이 먹으면 문제가 될 수밖에 없다. 소듐을 장기간에 걸쳐서 지나치게 많이 섭취하면 고혈압을 비롯한 심혈관계 질환의 위험이 높아지는 것으로 알려져 있다. 세계보건기구와 우리 식약처는 2012년부터 ‘소듐 적게 먹기 운동’을 시작한 것도 그런 이유 때문이다.     <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzewotm2otazmzu2.sdnt_omuuos0avar6hvhbcn03hnbdfhdce0l9uqjelyg.rmyhior_-pnm0daua0felvis7l7i5sx791ci75ejjxgg.png="" mjayndazmjbfnzyg="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> (자료=식품안전의약처)   K-라면의 영양 성분이 제품에 따라 크게 다른 것은 문제가 될 수 없다. 의약품이 아닌 즉석 라면이 모두 똑같은 영양 성분의 기준을 따라야 할 이유는 없기 때문이다. 즉석 라면을 생산하는 기업에게는 영양성분을 통일하는 노력보다 소비자의 까다로운 입맛을 만족시키는 일이 무엇보다 중요하다. 즉석 라면의 맛과 영양학적 요구를 동시에 만족할 수 있을 것이라는 기대는 지나치게 순진한 것이다.   즉석 라면은 영양학적 완전 식품과는 거리가 먼 것이다. 즉석 라면을 주식으로 활용하는 것은 절대 바람직하지 않다는 뜻이다. 그렇다고 즉석 라면을 절대 먹으면 안 되는 불량식품으로 여길 이유도 없다. 라면을 하루 2봉지 이상 먹지 말아야 하고, 동물성 지방이 많은 식품과 함께 먹지 말아야 한다는 한국소비자원의 권고를 기억할 필요가 있다.   애써 만든 라면의 스프나 국물을 버려야 한다는 일부 전문가의 주장은 섣부른 것이다. 사람이 먹을 수 있는 음식을 버리도록 요구하는 것은 비윤리적이기 때문이다. 다행히 우리는 넉넉한 식생활을 즐기고 있지만, 전 세계적으로 하루 3끼의 식사를 제대로 챙기지 못해서 극심한 굶주림에 시달리는 사람이 8억 5000만 명이 넘는다는 것이 UN의 분석이다. 우리 주위에서 현재의 즉석 라면의 가격을 부담스러워하는 소비자가 있다는 사실을 잊지 말아야 한다.   더욱이 매끼마다 전문가들이 권고하는 영양 섭취기준에 따라 식생활을 엄격하게 통제해야 할 이유도 없다. 우리가 매끼 같은 음식을 먹는 것도 아니고, 우리의 활동량이 일정하게 유지되는 것도 아니다. 전문가들이 권고하는 영양 섭취기준은 우리의 건강한 식생활에 도움이 되는 ‘권장기준’일 뿐이다.   Chapter 02 잘못된 식생활을 피해야   <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzewotm3mji5ndq4.d2lq0p5z6toppqmgpws6772mkapiucdeuoaohuxdvrcg.tiptn-u07qp71hjwyv95ngfs-ydeftsg9cfwociy804g.jpeg="" mjayndazmjbfmje0="" postfiles.pstatic.net="" style="font: inherit; color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; vertical-align: baseline; position: relative; display: inline !important;">     가족이 정성껏 마련해 준 잘 차려진 식탁에서의 여유로운 식사는 누구나 좋아한다. 맛과 품질도 좋고, 영양소도 골고루 들어있으면 금상첨화다. 그런데 누구나 그런 ‘슬로 푸드’를 즐기는 여유를 가지고 있는 것은 아니다. 오히려 1인 가정이 빠르게 늘어나고 있고, 생활의 리듬이 지나칠 정도로 빨라진 현실에서는 더욱 그렇다. 자신을 위해 정성껏 식사를 마련해줄 가족이 없는 사람도 있고, 좋은 재료를 넉넉하게 구해서 여유를 가지고 요리를 할 만큼의 경제적·시간적 여유가 없는 사람도 많은 것이 현실이다.   그런 사람들이 어쩔 수 없이 먹는 음식을 ‘정크’(쓰레기)라고 불러서는 절대 안 된다. 바쁘고 가난한 사람들의 어쩔 수 없는 선택을 ‘쓰레기’를 부르는 것인 인간적인 모욕이다. 값싼 즉석 식품이 생활습관병을 일으킨다는 주장도 근거를 찾기 어려운 억지다.   생활습관병은 한번의 식사에 의해서 발생하는 급성 질환이 아니다. 장기간에 걸쳐서 반복적이고 지속적으로 잘못된 식습관과 생활습관을 고집하는 사람에게 주로 발생하는 대표적인 만성 질환이다. 다시 말해서 생활습관병은 자신이 섭취할 음식을 선택하는 개인의 지속·반복적인 잘못 때문에 발생하는 것이라는 뜻이다. 음식 자체의 문제 때문에 생활습관병이 발생하는 것은 절대 아니다. 자신의 실수를 아무 잘못이 없는 음식에게 떠넘기는 태도는 매우 비겁하고 부끄러운 패배주의다. 간편한 즉석식품도 화학적으로는 외면해야 할 이유가 없다는 뜻이다. <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzewotm3mji5ndq4.d2lq0p5z6toppqmgpws6772mkapiucdeuoaohuxdvrcg.tiptn-u07qp71hjwyv95ngfs-ydeftsg9cfwociy804g.jpeg="" mjayndazmjbfmje0="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 글 이덕환 서강대 명예교수, 화학·과학커뮤니케이션

  • 등록일2024-05-22
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Krict Issue 제2의 천연 에너지 '골드수소'를 캐낸다면

KRICT 포커스   제2의 천연 에너지 '골드수소'를 캐낸다면         세계 곳곳에서 속속 발견되고 있는 천연수소 매장지 소식이 많은 이목을 끌고 있습니다. 올해 2월에는 유럽의 알바니아에서 사상 최대 규모의 천연수소 우물이 모습을 드러내 더욱 관심이 높아지고 있습니다. 값비싼 비용 대신 땅만 파면 나온다는 천연수소의 활용 가능성은 여전히 미지수입니다. 하지만 실현된다면 탄소배출도 없고 생산비용도 낮은 에너지의 신기원이 열릴 수 있다고 하니 그 잠재력만으로도 가슴 뛰는 일이 아닐 수 없습니다. 화제의 ‘골드수소’와 화학연의 상용화 관련 기술을 알아봅니다.     Chapter 01 찾은 폭발사고, 원인이?       올해 2월 8일, 과학저널 <사이언스>는 알바니아의 크롬광산에서 발견된 천연수소 샘의 동영상을 관련 기사와 함께 소개했습니다. 깊은 지하에서 보글보글 끊임없이 기포가 올라오는 이 물웅덩이는 샘플 조사 결과 연간 11톤가량의 수소를 배출하고 있는 것으로 측정됐습니다. 광산 내 산재한 다른 갱도와 동굴의 천연수소 분출구를 모두 합하면 방출량이 200톤 이상일 거라고도 추정되었는데요.   <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzewotmyotmzntg5.sfumy0tmazkhswywq7al1rhqcxqq_s7malyae4uq_pmg.m9_rdquj44rkegwueflyxvo2tghypn8whsypbghn8seg.png="" mjayndazmjbfmtuz="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 알바니아 북동부 불키저 지역 크롬광산의 갱도 950m 아래 위치한 물웅덩이에서 연구팀이 거품이 일며 수소가스를 뿜어내는 주요 방출점을 전등으로 비추고 있는 모습. (사진=사이언스)   <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzewotmzmdeynzu4.cp1hb_ckv1xfkenr2qgputbv7-aq2rwsu2k62gxdc0ig.j3quvonwoq5hjiqfwb6vzgczbp4zibbjllhd76mpjcsg.png="" mjayndazmjbfotug="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 천연수소 동영상이 궁금하다면 (https://www.science.org/content/article/gusher-gas-deep-mine-stokes-interest-natural-hydrogen) <hr -180px="" 1.53.0="" 432px="" background-position:="" background-repeat:="" background-size:="" basic="" class="se-hr" editor-static.pstatic.net="" height:="" img="" style="margin: 0px auto; border-top: 0px; background-image: url(" v="" width:="" /> 탐사를 진행한 프랑스 그로노블알프스대학 연구진이 이 광산에 관심을 갖게 된 것은 1992년 이래 세 차례나 발생한 큰 폭발사고 때문이었습니다. 치명적인 가연성 가스의 정체가 천연수소일 가능성에 주목한 것이지요. 그간의 상식에 따르면 수소는 대부분 물과 유기화합물의 형태로만 존재하는 것으로 알려져 왔습니다. 따라서 순수한 수소를 분리하기 위해서는 상당한 비용의 추가적인 산업 공정이 필수였습니다. 현재까지 개발된 수소 생산 방식은 이산화탄소 배출량에 따라 크게 3가지의 색깔로 구분됩니다. 석유화학·철강 산업 등에서 부산물로 나오는 그레이수소, 수소 생산과정에서 발생하는 이산화탄소를 포집해 지층과 해양에 격리하는 블루수소, 그리고 재생에너지인 태양광과 풍력 등을 이용해 물을 전기분해하는 그린수소입니다. 이 가운데 가장 이상적인 모델은 이산화탄소가 발생하지 않는 그린수소입니다. 하지만 전기분해 장치나 재생에너지의 전력 생산 비용으로 인한 경제성 확보까지는 아직 넘어야 할 기술적 난제가 많지요. 이에 따라 전 세계 수소 생산량의 90% 이상은 여전히 화석연료 기반의 그레이수소가 차지하고 있습니다. 이 과정에서 전 세계 항공산업에 맞먹는 약 9억 톤의 이산화탄소가 배출되고 있습니다.     <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzewotmzmdc3mtq3.cdurqhx53tez51sv3mg1qxtdfeqcwmhsytfx_3gv4neg.63rhpoxne1ecqqrn2x9gbwtgqgaj_nopwfggkqee4y8g.png="" mjayndazmjbfmte2="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;">   Chapter 02 지각 밑 수소가 올라온다고?     상당수의 과학자와 사업가들은 꽤 오래 전부터 기존에 알려진 것과 달리 지구 지각 내에 자연적으로 천연수소 매장지가 존재할 가능성을 탐색해왔습니다. 1987년 서아프리카 말리에서 우물을 파던 중 새어나온 정체불명의 가스가 중요한 발단이 되었지요. 물을 찾기 위해 판 108미터 깊이의 시추공에서는 물 대신 바람이 새어 나왔는데 한 인부의 담뱃불에 옮겨 붙으며 폭발이 일어났습니다. 작업자들이 간신히 불을 끄고 구멍을 막을 때까지 몇 주간에 걸쳐 계속된 반투명색의 불꽃은 연기가 없었다고 합니다. 이 얘기를 들은 한 사업가가 석유 컨설팅 회사에 의뢰해 봉인된 구멍을 열고 조사해보니 구멍에서 나오는 기체의 98%가 수소였습니다.     <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzewotmzmtu1mta5.qj9p1impyav28h752ox7pp8m0hxglzbzbkri6ruqayeg.pxavyzpnjlbtk5byud3qteuellbjxb4vonvn788du9kg.jpeg="" mjayndazmjbfmjkw="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 1987년 서아프리카 말리의 우물 시추공에서 폭발사고가 일어나고 25년이 지난 2012년 수소가 나온다는 게 확인된 뒤 본격적인 조사에 들어갔고 2018년 그 결과를 담은 논문이 발표됐다. 상공에서 원형으로 보이는 지역에 반경에 따라 시추공을 뚫어 발생한 수소 농도를 측정한 그래프. (사진=수소에너지국제저널)   이 소식은 그간 천연수소의 존재 가능성을 내포하고 있던 과거의 논문과 조사보고서들이 활발히 재조명되는 계기가 되었습니다. 가장 오래된 것은 주기율표의 아버지 멘델레예프가 1888년 우크라이나의 한 석탄광산을 조사하다가 수소가 새어나온다고 작성한 보고서였습니다. 1970년대에는 해저 산맥의 열수분출구에서 발생하는 수소, 1980년대에도 미국의 석유 시추공에서 검출된 수소에 대한 논문이 있었지요. 석유나 천연가스에만 관심 있던 산업계는 이런 사실을 간과했지만 과학계에서는 상당한 흥미를 가지고 천연가스 매장지의 자연적인 발생 경로를 연구했습니다. 여러 가설들 중에 가장 주목받는 이론은 지구의 지질활동이 천연수소를 만든다는 것입니다. 관련 연구에 따르면 천연수소는 사문석화(serpentinization)*라는 과정을 통해 만들어집니다. 지각 아래 맨틀의 상부에는 철이 풍부한 감람석이 많은데 이 철 성분이 물과 반응해 사문석이 되는 과정에서 천연수소가 만들어지는 것입니다. *사문석화(serpentinization): 고온에서 물은 철분이 풍부한 사문석 같은 암석과 반응하여 수소를 생성한다.     <a :="" area-hidden="true" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" data-linkdata="{" data-linktype="img" https:="" mdaxnzewotmzmjkymdqw.30f-vxeu9rkvqyolbz9mjfzklfzfvjwcktg7uf6lxv8g.sgjf8jyuwd7uss2jqnyojg5qx67lhr8qj7xwvjrj6z4g.png="" mjayndazmjbfntug="" postfiles.pstatic.net="" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;"> 땅속 자연수소가 생성되는 세 가지 환경. (자료=사이언스 2023년 2월호)   이와 함께 지구 중심의 외핵이나 멘틀에 포함된 수소가 지각판 경계와 단층을 따라 상승하고 있을 가능성도 제시되고 있는데요. 이렇게 만들어진 수소는 작고 가벼운 성질로 암석의 틈을 통해 올라가다가 투과성이 낮은 소금 암석층 아래 고이게 됩니다. 말리의 우물이나 알바니아의 광산 같이 현재 전 세계적으로 수백 개 이상이 보고되고 있는 천연수소 누출 현상은 이런 암석층을 우연히 뚫은 것으로 여겨지고 있지요.   Chapter 03 21세기 보물지도를 찾아서 <사이언스>의 기사가 나온 직후 알려진 미국 지질조사국(USGS)의 미발표 보고서도 천연수소에 대한 관심을 고조시키고 있습니다. 최근 미국과학진흥협회 학술회의에서 일부 내용이 공개된 USGS의 천연가스 관련 보고서는 전 세계 지하에 매장되어 있는 천연수소의 양을 5조 톤으로 추정하고 있습니다. 현재 전 세계 수소 소비량인 1억 톤을 기준으로 할 경우 5만 년 동안 쓸 수 있는 양입니다. 이에 따라 영국 파이낸셜타임즈 등의 외신은 지난 세기의 유전개발 붐 같은 ‘수소 골드러시’가 재현될 수 있다고도 전망하고 있는데요. 실제로 이미 미국·호주·캐나다·스페인 등의 여러 스타트업들이 천연수소를 찾아 세계 곳곳에서 시추작업을 벌이고 있습니다. 매우 큰 리스크에도 불구하고 3억 달러에 가까운 자금이 몰리고 있는 점을 감안하면 이 새로운 에너지 게임 체인저에 대한 투자자들의 기대가 얼마나 높아지고 있는지를 짐작할 수 있습니다. 미국의 한 수소 채굴기업에 9100만 달러를 투자한 빌 게이츠도 그들 중 하나입니다. 우리나라 역시 지난해 한국석유공사가 전국 5개 지점의 측정 장치에서 천연수소 발생 사실이 확인돼 정밀 분석 중이라고 하는데요. 물론 이 가운데 대부분의 수소는 현재의 채굴 기술로는 접근이 불가능할 가능성이 높습니다. 하지만 극히 일부만 추출에 성공해도 국제에너지기구(IEA)가 예상하는 미래 수요량(2070년경 연간 5억 톤)을 수백 년에 걸쳐 충족할 수 있습니다. 수소 에너지 시대의 가장 큰 관건인 친환경 수소 생산 문제가 일거에 해소될 수 있는 것이지요.   Chapter 04 채굴해도 옮기지 못하면?     국내외를 가리지 않는 ‘골드수소’ 소식은 화학연의 관련 연구개발에 대한 관심도 높이고 있습니다. 특히 땅 속에서 채굴하는 천연수소를 저장하고 사용처까지 운송하는 데 활용될 가능성이 높은 연구성과들이 다시 뜨거운 주목을 받고 있는데요. 세상에서 가장 가볍고 부피당 에너지 밀도가 매우 낮은 수소는 압축이나 액화가 쉽지 않습니다. 예를 들어 우리나라가 세계 최초로 상용화한 수소연료전지 승용차에는 5킬로그램 용량의 수소탱크가 탑재됩니다. 실내체육관만한 부피의 수소를 승용차의 작은 탱크에 압축해서 싣고 다니려면 천연가스(CNG) 버스의 3배가 넘는 초고압이 필요하지요. 또 수소기체는 희토류와 전이금속에 잘 흡수돼 저장용기와 배관의 부식을 유발하기도 합니다. 따라서 수소연료전지 승용차와 현재 주종을 이루는 수소 저장·운송 기술(수소를 –253℃로 액화해 고압수소탱크로 옮기는 방법)은 카본 소재의 특수 설비가 필요하고 장기 보관도 어렵습니다. 이에 따라 화학연은 초고압·극저온의 고가 특수 장치 대신 수소를 제3의 안전한 화학물질과 결합시킨 뒤 다시 수소로 전환하는 기술을 활발히 연구해왔습니다.     2023년 국가연구개발우수성과 100선에 선정된 암모니아에서 저비용으로 수소 생산이 가능한 촉매 기술(채호정 박사팀) 연구진. 좌측부터 화학연 화학공정연구본부 김영민 박사, 채호정 박사, Do Quoc Cuong 박사, 김거종 박사.   2023년 국가연구개발우수성과 100선에 빛나는 ‘암모니아로부터 고효율 수소 생산 촉매 기술’이 대표적입니다. 이 기술은 저장과 운송이 어려운 수소 대신 암모니아를 운반체(carrier)로 활용해 저비용으로 수소를 이송하고 활용할 수 있도록 합니다.   수소를 포함하고 있는 암모니아(NH3)는 상온·상압에서도 쉽게 액화할 수 있고 먼 거리 이동도 쉽고 안전합니다. 또 이미 많은 산업 분야에서 사용 중이라 기존의 인프라 활용도 가능하지요. 하지만 암모니아에서 수소 원자를 분리해 기체 상태의 분자로 재결합시키는 과정에서 고가의 귀금속 촉매가 필요했는데요. 화학연 연구진이 저렴한 비귀금속 촉매를 사용하면서도 암모니아 분해 공정의 효율은 더욱 높이는 기술을 개발한 것입니다.   개발된 암모니아 분해용 촉매 반응 모식도 및 향상된 암모니아 분해 성능을 나타내는 그림. (오른쪽 그래프에서 x축은 반응온도를 y축은 암모니아 분해율을 나타냄. 그래프 선이 위쪽으로 위치할수록 암모니아 분해 성능이 우수함.) 화학연은 앞서 2019년에도 독일과 일본의 극소수 연구팀만 보유하고 있던 ‘액상유기물 기반 수소 저장체(LOHC)’의 독자 개발에 성공해 국가연구개발우수성과 100선에 선정된 바 있습니다. LOHC는 현재 연료로 사용하는 디젤과 유사한 액상화합물로 대용량의 수소를 저장할 수 있으며 장시간 외부 자극에 노출돼도 쉽게 변하지 않아 평범한 드럼통에도 수소 보관이 가능합니다. 화학연이 개발한 이 LOHC는 수소 추출 효율도 독일과 일본의 기술보다 높습니다. 이에 따라 충전소 설치와 수소차 보급 확대의 큰 걸림돌인 고압수소를 대체할 새로운 수소 연료로도 주목을 받으며 저장·운송·활용까지 수소 사이클 전반에 응용하기 위한 기술개발이 활발히 추진되고 있습니다.   화학공정연구본부 채호정 박사팀 연구진.   Chapter 05 무지갯빛 수소 에너지 시대를 향해   ‘ACS Energy Letters’ 2022년 12월호 표지 논문으로 실린 화학연의 탄소계 전해질막 이미지.     화학연은 비단 골드수소의 저장·운송뿐만 아니라 현재 가장 현실적인 친환경 수소 생산 모델로 각광받는 그린수소의 핵심기술에서도 계속해서 눈에 띄는 연구 성과들을 창출하고 있는데요. 2022년 12월 전 세계 최대 규모의 학술단체인 미국화학회의 국제학술지(ACS Energy Letters)의 표지논문에 선정된 ‘가지사슬 구조의 전해질막’ 기술은 친환경 수전해 기술의 핵심소재인 전해질막의 성능을 기존보다 80% 넘게 향상시킨 것입니다.   이 기술은 특히 흐린 날씨나 바람이 적은 날처럼 태양광·풍력 등의 재생에너지 발전량이 떨어질 경우 수소-산소의 과도한 혼입으로 높아질 수 있는 폭발의 위험도 크게 줄였습니다. 튼튼한 엔지니어링 고분자 기반의 가지사슬 구조로 수소 이온의 ‘높은 전도도’와 수소 기체의 ‘낮은 투과율’이라는 수전해 시스템의 양대 과제를 동시에 해결하는 쾌거였지요.     이어 두 달 뒤에도 다시 한 번 화학연의 친환경 수전해 관련 기술이 세계의 이목을 끌었습니다. 세계 최고 성능과 내구성의 전기화학적 이산화탄소 전환용 음이온교환막 소재 기술을 개발한 것인데요.   개발된 전기화학적 CO2의 CO 전환장치 분리막용 고성능 음이온교환소재 및 이를 이용해 제조한 고품위 분리막.   이 새로운 음이온교환막 소재는 이산화탄소를 화학 원료인 일산화탄소로 전환하는 공정뿐만 아니라 친환경 수전해의 핵심기술로서도 매우 중요한 가치를 지니고 있습니다. 이에 따라 국내 대기업이 기술을 이전받아 국내 최초의 음이온교환막 수전해 상용생산에 박차를 가하고 있다고 전해집니다. 수소 기술 전주기에 걸쳐 고른 활약을 펼치고 있는 화학연의 활약이 그레이, 블루, 그린을 넘어 골드까지 새로운 희망의 색을 더하고 있는 수소 에너지 시대의 현실화에 크게 기여할 수 있기를 기대합니다. <a .="" :="" a="" alt="" area-hidden="true" blockquote="" blogfiles.pstatic.net="" class="se-module-image-link __se_image_link __se_link" co="" data-linkdata="{" data-linktype="img" div="" https:="" id="SE-9068700a-133a-4740-94c9-93d3e43ae3db" img="" mdaxnzewoti1mdi1mzg3.2pe5rdk8mlvpi0kev2x8fk37gjls7dq2fxc-lamaifqg.qlfv0odipig-rnybcdmbq_tgan3ggmasf4je_s4-pf4g.jpeg="" mdaxnzewoti1mjuzmdmx.c1_kx8i_nhuqzee5rwfjd2wgpgd3ikhcd9fwqvgkatig.ivpcgk5uafjr1d4jjrhbn1isk616rus_6-y2yr3nqgig.jpeg="" mjayndazmjbfmjkz="" mjayndazmjbfmtcx="" p="" span="" src="https://blogfiles.pstatic.net/MjAyNDAzMjBfMTcx/MDAxNzEwOTI1MjUzMDMx.c1_kx8i_NhuqZee5RWfjd2WGPGD3IkhCD9fwQvgKATIg.IvpCGK5UafJr1D4jjRhbn1iSK616RuS_6-y2yr3nQGIg.JPEG/302508_377469_5125.jpg?type=w1" style="color: inherit; cursor: pointer; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; font: inherit; vertical-align: baseline; position: relative; display: block;" type="w1">

  • 등록일2024-05-22
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Krict Special 이차전지 2라운드, 한국이 바로잡을 수 있을까?

KRICT 스페셜   이차전지 2라운드, 한국이 바로잡을 수 있을까?       최근 수 년 간 급성장을 거듭해온 글로벌 이차전지 산업계가 제2의 지각변동을 앞두고 숨고르기가 한창입니다. 세계 최대 전기차 생산국인 중국을 견제하려는 각국의 움직임이 핵심부품인 이차전지 관련 정책의 대대적인 변화로 이어지고 있기 때문입니다.     <h2 class="0" style="text-align: justify;">생태계 교란종의 등장</h2>   대한무역투자진흥공사(KOTRA)에 따르면 2023년 중국의 자동차 산업은 다시 한번 사상 최고 기록을 경신했습니다. 생산량과 판매량 모두에서 역대 최대인 3천 만 대를 넘어섰을 뿐만 아니라 500만 대 이상을 해외로 수출하며 일본을 제치고 세계 최대의 자동차 수출국에 등극한 것입니다. 중국 자동차의 굴기(屈起)를 주도하는 것은 기존의 가격 경쟁력에 더해 이제 품질과 상품성까지 확보하고 있는 전기차입니다. 2020년대 들어 본격화된 중국산 전기차 수출로 현재 전 세계에서 굴러다니는 전기차 10대 중 6대가 중국 브랜드를 달고 있습니다. 국내만 해도 이미 전기버스의 절반 이상이 중국산입니다.   서울 은수교통 종로12번 운행차량(BYD eBus-7) (사진=나무위키)   중국은 지난 2009년부터 약 30조 원에 이르는 막대한 보조금을 투입하며 전기차 산업을 육성해왔습니다. 이런 정부의 강력한 지원과 세계 최대의 내수시장을 등에 업은 BYD, 지리, 상하이 같은 자동차 회사들이 마침내 아시아, 유럽, 미국 등으로 세를 넓히며 글로벌 전기차 시장을 좌지우지하는 초강력 태풍으로 발전한 것이지요.   2023 상반기 세계전기차 시장 점유율 그래프 (자료=SNE리서치)   이 가운데 가장 이상적인 모델은 이산화탄소가 발생하지 않는 그린수소입니다. 하지만 전기분해 장치나 재생에너지의 전력 생산 비용으로 인한 경제성 확보까지는 아직 넘어야 할 기술적 난제가 많지요. 이에 따라 전 세계 수소 생산량의 90% 이상은 여전히 화석연료 기반의 그레이수소가 차지하고 있습니다. 이 과정에서 전 세계 항공산업에 맞먹는 약 9억 톤의 이산화탄소가 배출되고 있습니다.   중국산 전기차의 급격한 영향력 확장은 세계 각국의 자동차 산업 정책을 뿌리부터 뒤흔들고 있습니다. 미국의 인플레이션 감축법(IRA), 유럽의 보조금 제도 등 세계 각국의 연이은 산업 보호 조치는 결국 중국산 전기차의 범람을 막기 위한 움직임입니다. 그중에서도 가장 중요한 열쇠로 주목받고 있는 것이 ‘이차전지’입니다. 전기차 기술과 가격구조에서 가장 큰 비중을 차지하는 이차전지 산업의 자체 역량 강화로 중국산 전기차의 대공세를 저지하려는 것입니다.   미국은 IRA를 통해 이차전지 부품의 일정 비율을 북미에서 생산하는 등 일정 요건을 충족할 경우에만 전기차 세액공제 혜택을 주는 방식을 도입했습니다. 유럽연합(EU)도 핵심원자재법(CRMA)을 만들어 자국 내 전기차 생산을 유도하고 있습니다. 한국 역시 최근 중국산 이차전지를 탑재한 전기차의 구매 보조금을 축소하는 방향으로 대응하고 있습니다.   하지만 이 같은 조처들이 세계경기 둔화로 전기차 할인경쟁이 가속화되고 있는 상황에서 중국의 ‘넘사벽’ 가격공세 앞에 얼마나 큰 힘을 발휘할 수 있을지는 미지수입니다. 중국은 핵심광물 확보에서 소재개발, 효율적인 생산공정까지 이미 독자적으로 구축한 수직계열화 생태계를 통해 이차전지 산업 전주기에 걸쳐 규모의 경제에 도달한 상태입니다. 국내 이차전지 기업들이 높은 기술 경쟁력을 지켜온 니켈·코발트·망간(NCM) 등의 삼원계 이차전지 대신 30% 이상 저렴한 중국산 리튬·인산철(LFP) 이차전지를 채택하는 글로벌 완성차 업체들이 점점 더 늘어나고 있는 것도 이 때문입니다. 이에 따라 향후 반도체 이상의 수출주력산업이 될 것이라 전망되어 온 한국산 이차전지는 연평균 20% 이상의 높은 성장률에도 불구하고 세계시장 점유율 면에서는 값싼 중국산에 밀려 계속해서 순위가 낮아지고 있는 상황입니다.       계속되는 점유율 하락   심각성을 인지한 우리 정부 역시 기술적 우위는 물론 시장의 트렌드 변화에 맞춰 새로운 이차전지 연구개발 전략 마련에 많은 힘을 쏟고 있는데요. 지난해 12월 비상경제장관회의를 통해 발표한 ‘이차전지 전주기 산업경쟁력 강화방안’이 대표적입니다. 이 강화 방안은 올해부터 2028년까지 이차전지 산업 전 분야에 걸쳐 이뤄질 38조 원 이상의 대대적인 정책금융 지원 방향을 담고 있습니다. 이차전지 핵심광물의 공급망 안정과 미국 IRA에 대응하기 위한 우리 기업들의 북미 시설투자 지원이 주요 골자를 이루고 있지요.   이차전지 전주기 산업경쟁력 강화방안 (자료=기획재정부 '23.12 발표자료)     양극재와 음극재 등 우리나라가 주도해 온 핵심소재 기술의 경쟁력을 더욱 고도화뿐만 아니라 함께 보다 높은 용량과 안전성의 차세대 이차전지 개발 프로젝트인 ‘글로벌 TOP 전략연구단’의 출범도 예고되었습니다. 현재 한국의 주력산업 발전을 견인해온 정부출연연구소들이 그간의 개별적이고 파편화된 연구 경향을 넘어 다시 한 번 공동의 목표 아래 대규모 협력 연구로 어려움에 처한 국내 산업계에 새로운 기술혁신의 돌파구를 제공할 수 있도록 하려는 것입니다. 이를 위해 가장 적합하고 미래지향적인 비전을 제시하는 출연연을 중심으로 구성될 전략연구단에는 약 1천억 원의 예산과 함께 그간 과학기술계의 오랜 숙원이었던 자율적인 연구 몰입 환경도 확실히 보장하겠다는 게 정부의 복안인데요.         정부와 산업계 모두가 염원하는 ‘초격차 이차전지 기술’의 꿈은 화학연이 지난 40여 년 간 주력해 온 연구개발 목표와 정확히 일치하는 것이기도 합니다. 화학연은 이미 1980년대부터 40년 넘게 이차전지 관련 연구개발에 주력해 온 역사를 가지고 있습니다. 설립 초기 합성 소재를 이용한 광소자와 전자소자 등으로 소재 개발 영역을 확대하던 중 이차전지 산업의 잠재력을 확인하고 2011년 관련 연구조직을 개편해 차세대 이차전지에 대한 연구개발을 본격화하기 시작했지요. 그 가운데서도 현재 가장 주목받는 차세대 이차전지인 전고체 이차전지를 비롯해 또 다른 다크호스인 리튬황 이차전지와 리튬공기 이차전지에 대한 연구가 중점적으로 이어져 왔습니다.       초격차 기술을 향해     ‘전고체 이차전지’는 전기차 화재의 주범으로 지목받고 있는 액체 전해질 대신 고체를 이용하는 리튬이온 이차전지입니다. 양극과 음극 사이에서 이온을 전달하는 매개체를 고체로 만들어 단락으로 인한 화재 가능성을 크게 낮추는 것입니다. 또한 전고체 이차전지는 5~10분 정도로 충전 시간이 매우 짧고, 한 번 충전으로 확보할 수 있는 주행거리도 리튬이온 이차전지보다 훨씬 긴 것으로 알려져 중국의 저가 이차전지 공세를 이겨낼 가장 유력한 차세대 이차전지 기술로 주목받고 있습니다.       화학연은 그간 고분자 내에 리튬 전해질염이 녹아 액체 전해질이 없이도 높은 이온 전도를 가지는 전고상 고체고분자 전해질(Intrinsic Solid Polymer Electrolyte)과 자유변형 전고체 리튬 고분자 전지 개발 등 전고체 이차전지 분야에서 빠르게 기술발전을 거듭해왔습니다. 특히 화학연 연구진이 개발한 전고체 이차전지는 기존에 알려진 전고체 이차전지용 고체전해질보다 뛰어난 이온전도도, 유연성의 고분자 고체전해질과 우수한 복합전극 기술이 적용되며 전고체 이차전지 고유의 강점인 에너지밀도와 안전성을 한층 더 향상시킨 것입니다. 이 같은 노력 속에 2022년에는 국내 소재기업에 전고체 이차전지의 핵심기술을 이전하며 갈 길 바쁜 국내 전고체 이차전지 연구개발에 한층 속도를 더하게 됐습니다.       화학연 강영구·석정돈·김동욱 박사 연구팀이 개발한 전고체 전지     화학연의 또 다른 주요 연구 분야인 ‘리튬황 이차전지’는 황(S)을 양극재로 사용합니다. 황은 부존자원도 풍부한 데다 정유와 철강 산업의 부산물로도 많이 생산되기 때문에 이차전지의 가격을 크게 낮출 수 있습니다. 또한 에너지밀도가 이론적으로 리튬이온 이차전지보다 최소 2배에서 최대 10배에 이르는 것으로 보고되고 있어 상용화에 성공할 경우 전기차 이차전지 시장의 신흥 강자로 부상할 가능성이 높습니다. 이에 따라 화학연은 황 전극의 전기화학 성능을 향상시키기 위해 탄소나노튜브, 그래핀과 같은 전도성 소재와 복합체를 제조하여 용량뿐만 아니라 수명특성까지 늘리는 연구 성과를 낳고 있습니다. ‘리튬공기 이차전지’는 공기 중의 산소를 이차전지의 양극재로 사용하는 초경량 전지입니다. 산소의 산화·환원 반응을 반복하는 것만으로도 기존 리튬이온 이차전지의 10배 이상 에너지를 저장할 수 있기 때문에 궁극의 차세대 이차전지로도 불리고 있습니다. 화학연은 리튬공기 이차전지 방전반응에서 산소 소모량과 충전반응의 반응 생성가스를 실시간 평가할 수 있는 in-situ DEMS(differential electrochemical mass spectrometer) 장비를 국내 최초로 설치해 리튬공기 이차전지의 핵심인 전극 및 전해질 소재 개발에 활용하는 한편, 리튬공기 이차전지 실시간 분석기술을 국내 주요 자동차 제조사에 성공적으로 이전했습니다.     생태계 질서의 수호자   이와 함께 화학연은 이차전지의 핵심소재인 양극재, 음극재, 분리막, 전해질의 소재기술 혁신을 위한 연구도 병행해왔습니다. 가벼우면서도 전도성이 우수한 그래핀, 전기 전도도 문제를 해결한 3차원 다공성 실리콘 구조체 등 고용량의 음극소재 연구를 통해 리튬이온 이차전지를 더 소형화하면서도 더 오래, 더 빠르게 사용하고 충전할 수 있는 새로운 전극 소재 개발에 집중해왔지요. 기존의 흑연 대신 리튬금속을 음극재로 사용해 동일한 크기의 리튬이온 이차전지보다 높은 에너지밀도를 구현할 수 있는 리튬금속 이차전지도 중요한 관심사입니다. 이 같은 노력 속에 그래핀 전극을 이용한 12000mAh/g의 고용량 리튬공기 이차전지 기술, 진공 여과법을 이용해 제조하는 종이 형태의 그래핀 전극소재 제조 기술, 저렴한 카본블랙계 탄소의 전기화학적 특성을 향상시켜 충전 과전압을 낮추고 분해반응을 억제하는 기술, 전기방사법을 이용한 나토탄소섬유 전극 제조 기술, 마이크로파를 이용하는 금속 산화물 양극 소재 합성에서 시트르산을 첨가해 계층구조를 갖게 한 리튬인산철 양극소재 등 차세대 이차전지의 핵심기술 전반에서 고른 성과를 양산해오고 있는데요. 유럽 자동차 조사업체 제이토다이내믹스(JATO Dynamics)는 “불과 몇 년 전만 해도 구매를 고려하지 않았던 중국 전기차의 브랜드 파워는 이제 저가시장뿐만 아니라 프리미엄 시장에서도 빠르게 높아지고 있다”며 “정책만으로는 전기차와 이차전지의 경제성 문제를 해결할 수 없으므로 결국은 연구개발에 힘을 쓰는 것이 중국산 전기차에 대한 가장 좋은 대비책”이라고 분석하고 있습니다. 현대의 주요 경영이론 중 하나인 ‘메기 효과(catfish effect)'는 기업 혹은 산업의 경쟁력 향상을 위해서는 늘 적절한 위협과 자극이 필요하다고 말합니다. 메기 같은 강한 천적에 대항하며 물고기들이 더 민첩하고 질긴 생명력을 갖게 된다는 것입니다. 현재 전 세계 이차전지 지형 전반에 큰 균열을 일으키고 있는 중국 이차전지 산업 역시 수족관을 휘젓는 메기라 할 만한데요. 중국의 압도적인 물량공세, 그리고 이를 피해 살아남으려는 세계 각국의 혼돈 속에서 이차전지 기술의 선도자인 한국과 그를 견인해온 화학연이 다시 한 번 생태계 질서를 바로 잡는 혁신의 길잡이가 될 수 있기를 기대합니다. <!--[data-hwpjson]{ "documentPr": { "di": "", "dp": { "dn": "test.hwp", "ta": 1, "d1": 5, "d2": 1, "dv": 0, "dr": 1, "do": 1, "vj": "1.1", "an": "Hancom Office Hangul", "av": "13, 0, 0, 711", "ao": "WIN", "ab": "32", "ar": "LE" }, "dis": false, "ds": { "ti": "", "la": "ko", "cr": "", "su": "", "de": "", "cd": "2024-05-22T01:01:59.760Z", "ke": "" } }, "dh": { 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  • 등록일2024-05-22
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