‘지속가능한 사회’ 지향하는 유망기술

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.

‘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.