[파이낸셜뉴스] 우리나라가 화학과 제철 등 산업에서 필요로 하는 열을 원자력으로 공급할 수 있는 미래 4세대 원자로인 '고온가스로' 개발을 시작한다. 과학기술정보통신부는 올해부터 기업들과 함께 4년간 총 455억원을 투입하는 '민관합작 차세대 원자로 개발 프로젝트'에 착수한다고 7월 31일 밝혔다. 고온가스로 개발 프로젝트는 기술 확보 및 조기 상용화를 위해 민간기업이 연구비를 매칭해 전격 참여하는 방식으로 추진된다. 이를 위해 정부가 총 255억원, 기업이 200억원 이내의 자금을 투입하며, 올해는 정부가 50억원, 기업이 36억원을 집행한다. 이를통해 한국원자력연구원과 포스코이앤씨, 대우건설, 스마트파워, SK에코플랜트, 롯데케미칼 등 기업이 함께 2027년까지 실증사업 추진이 가능한 수준의 국내 독자 고온가스로 기본설계 및 종합 플랜트 설계를 진행한다. 고온가스로는 물이 아닌 헬륨을 냉각재로 사용하고, 핵연료는 세라믹으로 3중 코팅돼 1600도 이상의 고온에서도 안정적으로 알려져 있다. 노심에 핵연료를 균일하게 분산, 냉각재와 핵연료의 온도차이를 최소화해 일본 후쿠시마 원전사고처럼 노심이 녹는 사고를 근원적으로 차단된 원자로다. 또한 상용 대형원전은 발전을 통해 전기를 생산하지만, 고온가스로는 700~950도의 높은 열을 만들어 내 석유정제, 수소생산, 해수 담수화, 지역난방 등 고온열을 활용하는 여러 산업에서 쓸 수 있다. 과기정통부는 그 동안 고온가스로 핵심 요소기술을 확보해왔다. 다만, 향후 고온가스로에 대한 다양한 수요를 만족하기 위해서는 정부의 기술 역량과 민간의 유연한 사업화 역량을 결집해 세계 시장에 신속하게 대응하는 것이 관건이다. 이를위해 한국원자력연구원이 원자로 설계를 맡고, 포스코이앤씨, 대우건설, 스마트파워가 플랜트 설계에 참여한다. 이와함께 조기 상용화를 위해 SK에코플랜트와 롯데케미칼이 참여해 공정열 및 수소 신사업 창출과 수요처에 적합한 고온가스로 설계를 지원키로 했다. 과기정통부 측은 "이번 프로젝트에 참여를 원하는 기업이 더 있어 민간 참여가 확대될 것"이라고 설명했다. 포스코이앤씨는 고온가스로를 활용해 포스코 그룹의 철강산업과 연계한 신사업 창출을, SK에코플랜트는 고온가스로의 열을 활용한 고효율 고온수전해 수소생산 사업화를, 롯데케미칼은 고온 증기를 활용해 석유화학산업의 탄소중립에 기여하는 것을 기대하고 있다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스]포스코이앤씨가 국내 유일의 원자력 종합 연구개발 기관인 한국원자력연구원과 미래 신성장 사업 기술개발에 나선다.  포스코이앤씨는 15일 인천 송도사옥에서 포스코이앤씨 전중선 사장과 주한규 한국원자력연구원장이 참석한 가운데 ‘고온가스로(HTGR) 개발 사업 협력’을 위한 업무협약을 체결했다. 이번 협약을 통해 포스코이앤씨는 한국원자력연구원이 개발한 고온가스로(HTGR) 기술을 바탕으로 독자노형 확보를 위한 공동연구, 기술이전, 인력지원, 실증사업추진 및 수출 기반 상용화 등 전 영역에서 협력할 예정이다.  HTGR는 방사능에 오염되지 않는 헬륨을 냉각재로 사용하고 흑연을 감속재로 사용해 750도 고온열을 생산하는 원자로다. HTGR은 1600도 이상에서도 방사능이 방출되지 않는 삼중피복입자 핵연료(TRISO)를 사용해 외부전원 상실, 운전원 조치 불가능 등 극한 사고에서도 자연냉각만으로 원자로 안전성이 확보되는 무탄소 고효율 전력생산, 공정열 공급 및 수소생산에 활용 가능한 4세대 원자로다.  포스코이앤씨는 지난해 원자력사업단 조직을 개편해 원자력사업 추진에 박차를 가하고 있다. 신한울 3, 4호기 건설사업에 현대건설, 두산에너빌리티와 함께 참여하고 있다. 또 서울대 중입자가속기 건설사업, 국내 최초원전인 고리 1호기 안전해체를 위해 건립되는 한국원자력 환경복원연구원 내 신축 사업 등 대형 원전 사업 외에도 다양한 포트폴리오를 계획하고 있다.  한편 한국원자력연구원은 원자력연구개발사업의 일환으로 2004년부터 고온가스로 기반의 원자력수소 생산 기술을 개발하고 있다. 지난해 포스코이앤씨를 포함한 12개 기관과 원자력공정열 신사업창출을 위해 원자력열이용협의체 출범을 주도한 바 있다. 현재는 포스코홀딩스와 공동으로 고온가스로와 고온수전해 공정을 연계하는 기술을 개발하고 있다. junjun@fnnews.com 최용준 기자

[파이낸셜뉴스] 소형모듈원전(SMR) 사업을 적극 추진 중인 두산중공업이 고온가스로 SMR 설계에 참여하며 사업 다각화에 본격 나섰다. 두산중공업은 고온가스로 SMR을 개발 중인 미국 엑스-에너지(X-energy)와 주기기 제작을 위한 설계 용역 계약을 체결했다고 1일 밝혔다. 고온가스로는 물을 냉각재로 사용하는 기존 경수로와 달리 헬륨가스를 냉각재로 활용하는 원자로를 말한다. 이번 계약으로 두산중공업은 엑스-에너지 SMR 주기기의 제작 방안 연구, 시제품 제작, 설계 최적화 방안 연구 등을 수행하며 SMR 설계를 지원한다. 엑스-에너지가 개발하는 고온가스로 SMR(모델명 Xe-100)은 총 발전용량 320메가와트(MW) 규모로 80MW 원자로 모듈 4기로 구성돼 있으며 테니스 공 모양의 핵연료를 사용한다. 운전 중 생산되는 약 600도의 높은 열은 다양한 산업의 열원으로 사용할 수 있으며, 고온을 활용해 보다 경제적으로 수소를 생산할 수도 있다. 원자력BG 나기용 부사장은 “SMR은 탄소중립에 기여할 수 있다는 점에서 전세계 발전시장에서 빠르게 부상하고 있다”며 “엑스-에너지의 고온가스로 SMR의 설계 뿐 아니라 주기기 제작에도 향후 참여할 계획이어서 기존에 추진 중인 경수로 SMR에 고온가스로 SMR이 더해져 사업을 다각화 할 수 있게 됐다”고 밝혔다. 미국 에너지부(DOE)는 기후 위기 대응 방안으로 고온가스로 SMR 개발과 실증을 적극 지원하고 있다. 에너지부는 2020년 10월 내놓은 ‘차세대 원자로 실증 프로그램(ARDP)’에서 엑스-에너지를 선정, 초기 지원금으로 8000만 달러를 지원한다고 발표했다. 또한 에너지부는 고온가스로 SMR 실증을 위해 향후 7년 간 총 12억3000만 달러를 엑스-에너지에 지원한다. 엑스-에너지는 지난 4월 미국 원전 운영사인 에너지 노스웨스트(Energy Northwest) 등과 함께 워싱턴 주에 Xe-100을 건설하기 위한 협약(MOU)을 체결한 바 있다. mjk@fnnews.com 김미정 기자

[파이낸셜뉴스] 한국과 미국이 손잡고 전력과 수소 생산에 이용할 수 있는 고온가스로 개발에 나섰다. 한국원자력연구원과 미국의 원자력기업 USNC, 현대엔지니어링이 공동으로 소형 모듈형 고온가스로 개발과 활용에 협력키로 했다고 3일 밝혔다. 이들 3개 기관은 무 탄소 전력생산과 공정열, 수소생산이 가능한 소형 모듈형 원자로 개발과 활용을 위한 협력을 목적으로 지난 7월 3일 상호협력협약을 체결했다. 원자력연구원 박원석 원장은 "관련 산업의 선두 주자인 USNC, 현대엔지니어링과의 협력을 통해 소형 모듈형 고온가스로 개발을 앞당길 수 있을 것으로 예상한다"고 말했다. 고온가스로는 핵분열반응에서 생성된 고온의 열을 견디도록 세라믹 피복입자 핵연료를 사용하고, 흑연을 감속재료로 사용하며 냉각재로는 헬륨을 사용하는 원자로다. 고온가스로는 750℃ 이상의 고온 열을 안전하게 생산하기 때문에 무 탄소 고효율 전력생산, 공정열 공급 및 수소생산에 활용이 가능하다. 3개 기관은 협약을 통해 △초소형모듈원자로(MMR) 개발 및 건설 △공정열 및 전력생산용 고온가스로(HTGR) 개발 및 건설 △수소생산용 초고온가스(VHTR)로 기술개발 및 활용 분야에서 2020년 7월부터 5년간 상호 협력한다. 3개 기관은 R&D 협력을 통해 향후 초소형 모듈형 원자로 및 고온가스로의 개발과 원자력을 이용한 친환경 수소생산 기술의 상용화를 공동으로 추진한다는 계획이다. USNC는 우수한 핵연료 및 초소형 모듈 원자로 기술을 보유한 미국의 원자력 회사로. 현재 초소형모듈원자로(MMR)의 개념설계를 완료 후 기본설계를 진행 중이다. 또한, 초소형모듈원자로의 실증을 위해 캐나다 원자력 연구소 부지에 건설하는 사업을 추진하고 있다. 한국원자력연구원은 USNC MMR의 개념설계에 참여한 데 이어, 기본설계까지 참여하며 USNC와 기술 협력을 이어나가고 있다. 현대엔지니어링은 지난 4월 원자력연구원과 '원자력 활용 친환경 수소생산 분야 등 업무협약'을 체결하면서 원자력 수소 및 열 이용 원자로 핵심기술 개발을 공동으로 수행 중이다. 또한, 원자력연구원과 공동으로 MMR 실증 플랜트 건설을 위한 기본설계에 참여하고 있다. 박원석 원장은 "두 회사와의 협력을 통해 원자력 기술개발뿐 아니라 비즈니스 모델까지 공동으로 개발해 국내 원자력 기술의 해외 시장진출에 발판을 마련하겠다"고 밝혔다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국서부발전과 한전KPS가 가스터빈 고온 부품의 재생정비 기술 국산화를 추진한다. 가스터빈 고온부품 조달 및 정비는 100% 해외 제조업체에 의존하고 있다.  11일 서부발전에 따르면, 서부발전과 한전KPS는 전량 해외에서 도입·운영하는 가스터빈의 재생정비기술을 국산화하기 위한 기술협력 협약을 체결했다. 최신 가스터빈의 고온부품 제조와 재생정비기술은 현재 100% 해외 제조사에 의존하고 있다. 이 때문에 가스터빈 제작사는 연간 1000억원 규모에 달하는 고온부품, 재생정비 사후서비스에서 이익을 내고 있다. 이에 서부발전은 국산화 관련 조직을 만들어 발전설비 기술자립에 적극 나섰다. 서부발전은 연간 350억원 규모인 가스터빈 고온부품 재생정비 기술을 국산화하기 위해 2년 전부터 미국 전력연구소(EPRI), 전력연구원 등과 재생정비 절차 개발을 추진, 완료 단계에 이르렀다. 이를 바탕으로 올 하반기부터 가스터빈 고온부품 재생정비 실증사업을 추진할 예정이다. 김병숙 서부발전 사장은 "그 동안 시도된 적 없었던 국내 발전사, 정비사, 전력연구기관의 대규모 기술협력은 선진국에 비해 뒤처진 국내 가스터빈 재생정비 생태계의 근본적 체질을 개선하는데 시금석이 될 것"이라고 말했다. skjung@fnnews.com 정상균 기자

[파이낸셜뉴스] 한국에너지기술연구원 수소연구단 김우현 박사팀이 청록수소 생산과 상용화를 앞당길 수 있는 신개념 니켈-코발트 합성 촉매를 개발했다. 기존 수소 생산공정이 900도에서 이뤄지지만 새로운 촉매는 600도로 낮춰도 수소를 만들어낸다. 또한 촉매를 사용하는 시간도 90분에서 150분까지 늘어났다. 김우현 박사는 21일 "새 촉매는 수소 생산과 동시에 탄소나노튜브 생산도 가능해 생산성, 경제성 모두를 잡은 획기적 결과"라며, "향후 이 촉매가 적용된 양산 기술을 연구하고 성능 평가를 진행해 핵심 소재 기술과 반응 시스템 설계 기술을 확보할 계획"이라고 말했다. 메탄 등의 탄화수소를 분해해 나오는 청록수소는 생산 과정에서 이산화탄소를 배출하지 않는다. 청정수소 중 하나인 청록수소는 천연가스의 주성분인 메탄(CH4)을 고온의 열로 분해해 수소와 고체 탄소를 생산하는 기술이다. 화석연료로부터 수소를 생산하지만 생산 과정에서 이산화탄소가 배출되지 않아 별도의 이산화탄소 포집, 저장 과정을 거치지 않아도 청정수소를 생산할 수 있다. 하지만 청록수소 기술은 반응에 필요한 열공급 문제로 인해 상용화가 늦어지고 있다. 주로 니켈과 철 기반의 촉매로 900도 수준의 고온에서 수소가 만들어진다. 또 반응 후에 수소와 함께 생성되는 탄소의 활용 방안이 많지 않아 해결이 필요한 상황이다. 연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 니켈 기반 촉매에 코발트를 첨가했다. 코발트는 탄소 소재 제품을 생산할 때 촉매로 활용돼 전기적 활성을 강화하고 내구성을 향상 시키는 역할을 한다. 이 점을 착안해 최적화된 촉매 실험을 한 결과, 니켈과 코발트가 각각 8%, 2% 포함될 때 가장 높은 수소 생산성을 보였다. 이 촉매는 600도에서도 기존에 개발된 촉매보다 초기 30분 활성 기준 50% 이상 높게 수소를 만들어냈다. 또한 기존 촉매의 초기 활성 유지 시간이 90분인 반면, 새 촉매는 기존보다 60% 길어진 약 150분 동안 수소를 생산했다. 뿐만아니라 수소생산 반응이 일어난 후에는 촉매 표면에 탄소나노튜브가 만들어졌다. 탄소나노튜브는 이차전지의 전극 소재, 건축용 소재 등에 널리 활용되는 재료로, 수소 생산과 함께 고부가가치 탄소 물질을 생산할 수 있다는 가능성을 보였다. 한편, 연구진은 새로 개발한 수소생산 촉매를 화학 공학 분야의 세계적 권위지인 '퓨얼 프로세싱 테크놀러지(Fuel Processing Technology)'에 발표했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

"1년간 출연연 예산이 5조원이 들어가지만 기술 이전 관련 성과는 2000억원에 불과하다. 기술이 효과적으로 사업화 되도록 생태계를 만드는 일에 사활을 걸겠다". 유상임 과학기술정보통신부 장관이 지난 15일 정부서울청사에서 열린 ‘윤석열 정부 과학기술·디지털 분야 성과 및 향후 계획' 브리핑에서 이같이 밝혔다. 유 장관은 "우리나라에서는 하나의 기술이 개발돼도 사업화·산업화되는 비율이 굉장히 낮다"며 "기술을 사업화하고 이를 통합하는 시스템, 생태계를 만들겠다"고 강조했다. 과기부는 이날 브리핑에서 3대 게임체인저 선도국 도약의 청사진 제시, 인공지능(AI)·디지털 경쟁력 제고 및 국민체감 확산 등을 윤석열 정부 상반기에 거둔 성과로 과학기술정보통신부가 꼽았다. 또한 하반기에는 국민들이 과학기술·디지털 혁신 성과와 혜택을 체감할 수 있도록 성과 확산에 나서기로 했다. ■내년 R&D 투자 29.7조원 역대 최대 규모 정부는 R&D 예비타당성조사를 폐지하고 내년에는 역대 최대 규모인 29.7조원의 정부 R&D 예산을 편성했다. 범정부 차원의 기술사업화 생태계를 조성하고 이를 위한 기본 전략 마련과 전담부서 설치를 연내 완료할 예정이다. 유 장관은 “원천기술도 사업화가 없으면 별 의미가 없다”며 “장관 재직 시 가장 추진하고 싶었던 것이고, (기술 산업화) 생태계를 만드는 일에 장관직을 한번 걸어볼까 생각한다”고 말했다. 국제 학술지 네이처에 따르면 한국은 R&D에 국내총생산(GDP) 5% 가까이 투자 하고 있지만 다른 국가와 비교해 투자 대비 성과가 부족하다는 지적이 나오기도 했다. 과기정통부는 과학·디지털 분야 성과로 정부 핵심 국정과제인 △초격차 전략기술 육성 △과학기술 시스템 재설계·효율화 △디지털 경제 패권국가 실현 △디지털 인프라 혁신, 민생 안정 등에 매진한 점을 꼽았다. 그 일환으로 과기정통부는 인공지능(AI)·반도체·첨단바이오 등 12대 국가전략기술을 집중 육성하기 위해 ‘국가전략기술 육성에 관한 특별법’을 제정하고 총 30조원 이상의 투자 계획을 수립한 바 있다. 특히 AI반도체·첨단바이오·양자 등 3대 게임체인저 기술의 글로벌 3대 강국 도약을 목표로 ‘국가 이니셔티브’도 추진해왔다. 그 결과 국산 AI반도체가 시장에 출시되고 있으며 내년 국가AI 컴퓨팅센터를 구축해 차세대 반도체 원천기술 확보를 추진한다. 연내 국가바이오위원회, 양자전략위원회도 출범시키고 내년부터는 바이오 파운드리를 구축할 예정이다.  우주 분야에서는 한국형 발사체 누리호와 달 탐사를 위한 다누리 발사 성공으로 한국은 자력으로 위상을 발사하는 7번째 국가가 됐다. 한국형 NASA인 우주항공청도 출범했다. 내년에는 우리나라 위성을 탑재한 누리호 4차 발사를 하고 내년부터 재사용 발사체 개발에 나선다. 또한 혁신형 소형모듈원자로(i-SMR), 고온가스로(HTGR) 등 차세대 원자로 기술 개발을 추진 중이다.  ■단통법 폐지·플랫폼 상생협력 추진 정부는 후반기에도 ‘디지털 안전법’ 제정, 소프트웨어(SW)공급망 보안·관리에 나선다. 아울러 윤 정부는 민생 안정 차원에서 중저가 단말 출시 유도와 5G 중저가 요금제 출시, 알뜰폰 활성화 등 가계통신비 부담 완화에 힘 썼다. 그 연장선에서 ‘단말기 유통법’ 폐지를 추진한다. 또 ‘디지털 민생지원 추진단’을 구성해 보이스피싱, 딥페이크 등 디지털 범죄 예방과 대응도 강화했다. 플랫폼 기업, 통신사, 방송사 간의 상생협력도 적극 추진하며 지역채널 커머스 제도화 등에 나설 예정이다. 정부는 디지털 분야에서는 윤 대통령이 뉴욕 구상을 발표한 뒤 이를 토대로 ‘대한민국 디지털 전략’을 수립해 디지털 혁신을 본격화했다고 자평했다. 그 결과 AI 매출·기업·인력이 모두 연 평균 30~40% 증가했으며 2024년 글로벌 AI 경쟁력 6위, 3년 연속 AI 민주적 가치 지수 3년 연속 1등급을 획득했다. 수출도 반도체 산업 성장 등으로 지난달 기준 3개월 연속 월 200억달러 이상을 달성했다. 정부는 이달 27일 AI안전연구소를 열고 글로벌 선도국과 함께 디지털 질서를 주도한다는 전략이다. 또 누구도 소외되지 않고 디지털 혜택을 누릴 수 있도록 ‘디지털포용법’ 제정도 추진할 계획이다. solidkjy@fnnews.com 구자윤 기자

[파이낸셜뉴스] 두산에너빌리티는 세계 다섯 번째로 개발에 성공한 발전용 대형 가스터빈이 '2024 올해의 10대 기계기술'로 선정됐다고 13일 밝혔다. 한국기계기술단체총연합회가 매년 발표하는 '올해의 10대 기계기술'은 국내에서 개발된 우수한 기계 분야의 제품과 기술을 선정해 연구자들의 노고를 기리고 대한민국 기계 기술의 우수성을 알리기 위해 제정됐다. 두산에너빌리티는 2019년 발전용 대형 가스터빈 국산화 성공 이후 한국서부발전이 운영하는 김포열병합발전소에 대한민국 첫 가스터빈을 공급하고, 실증기간에 해당하는 8000시간 가동을 성공적으로 완료해 기술적 신뢰성을 확보했다. 이어 2023년 6월 한국중부발전의 보령신복합발전소, 2024년 1월 한국남부발전의 안동복합발전소 2호기, 7월 한국중부발전의 함안복합발전소에 380㎿급 가스터빈을 공급하는 계약을 체결하는 등 수주를 이어가고 있다. 두산에너빌리티는 신규 가스터빈 공급 외에 가스터빈 서비스 사업도 확대하고 있다. 지난 7월 자사가 공급하는 가스터빈에 대한 10년간 장기유지보수 계약을 한국남부발전과 체결했다. 이 외에도 로터 수명연장, 고온부품 공급, 케이싱 교체공사 등 서비스 분야를 넓히고 있다. 가스터빈 서비스 사업은 장기간 안정적인 매출과 기저수익을 담보하는 리커링 비즈니스로 기업의 안정적인 사업 운영에 기여한다. 두산에너빌리티의 발전용 가스터빈을 포함한 주기기 제작 및 서비스 누적 수주금액은 최근 1조원을 넘어선 바 있다. 2038년까지 발전용 가스터빈 누적 수주 100기 이상을 목표로, 2038년 가스터빈 서비스 부문에서만 매출 1조원을 달성할 것으로 전망된다. hoya0222@fnnews.com 김동호 기자

[파이낸셜뉴스] 두산에너빌리티가 국내 중소 협력사들과 손잡고 연간 1조원 이상으로 전망되는 7F 가스터빈 서비스 시장 진출에 박차를 가한다. 두산에너빌리티는 한국남부발전과 신인천복합화력 가스터빈 8기에 대한 케이싱(Casing) 교체공사 계약을 체결했다고 12일 밝혔다. 케이싱은 고온, 고압, 고속으로 운전하는 가스터빈의 덮개 역할을 하는 기기다. 제작과 설치에 고난도 기술력이 필요해 해외 가스터빈 원제작사들이 주로 작업을 수행했다. 두산에너빌리티는 관계자는 "이번 교체 작업을 수행할 가스터빈 케이싱은 자사가 아닌 해외 제작사 제품이어서 더 의미가 있다"며 "기존 로터, 고온부품 공급에 이어 이번 케이싱 교체공사까지 수주하며 가스터빈 서비스 사업에 필요한 3대 핵심 역량을 모두 인정받았다"고 설명했다. 두산에너빌리티는 이번 케이싱 교체 공사에 요구되는 설계, 소재 제작 및 가공, 설치 등 전 과정을 13개 국내 중소기업과 수행하며 관련 기술을 100% 국산화할 계획이다. 두산에너빌리티는 이미 17개 국내 중소기업과 손잡고 로터 수명 연장, 고온 부품 공급 등 가스터빈 서비스 핵심 기술을 국산화한 바 있다. 두산에너빌리티는 미국 휴스턴에 보유한 가스터빈 서비스 전문 자회사 DTS를 통해 국내 중소기업들과 미국 등 글로벌 가스터빈 서비스 시장 진출을 추진할 계획이다. 손승우 두산에너빌리티 파워서비스BG장은 "이번 계약은 국내 중소 협력사들과 함께 가스터빈 서비스 사업의 핵심 기술들을 100% 국산화한다는 의미가 있다"며 "국내 실적을 바탕으로 연간 1조원 이상으로 전망되는 미국 등 글로벌 7F 가스터빈 서비스 시장 진출도 국내 기업들과 함께 적극 추진해 보겠다"고 밝혔다. hoya0222@fnnews.com 김동호 기자

[파이낸셜뉴스] 한국생산기술연구원은 돼지고기나 쇠고기의 신선도를 즉석에서 측정할 수 있는 휴대용 장치를 만들었다고 11일 밝혔다. 이 장치로 단백질 식품을 검사하고 연동된 스마트폰으로 신선도 여부를 바로 확인할 수 있다. 이 장치는 단백질을 함유한 식품의 유통기한 관리 및 신선도 모니터링에 유용하게 사용될 것으로 보인다. 유엔환경계획(UNEP)이 2021년 발간한 보고서에 따르면, 전 세계 식품 생산량의 17%가 유통 과정에서 폐기되고 있다. 생산기술연구원 지역산업혁신부문 최현석 박사팀이 저온에서도 높은 감도로 식품의 황화수소 가스를 감지할 수 있는 '식품 신선도 모니터링 가스센서'기술을 개발했다. 황화수소는 부패한 단백질 식품에서 발생하는 유독성 기체로, 식품 신선도 평가의 핵심 지표로 활용된다. 이 황화수소 가스 센서는 200도의 상대적으로 낮은 온도에서도 높은 감도를 유지하며 황화수소 가스를 감지할 수 있다. 이에 따라 기존 300도의 고온에서 작동하는 기존 센서보다 에너지 소모량이 적고, 각종 부품의 크기를 최소화할 수 있어 식품 신선도를 모니터링 할 수 있는 휴대용 기기로 상용화 가능하다. 연구진은 낮은 온도에서도 효과적으로 작동하는 가스 센서 개발을 위해 전기방사법 및 열처리기술을 활용했다. 금속 전구체와 폴리머 등을 섞은 용액을 고전압 환경에서 분사하면 다공성 섬유구조를 갖는 소재가 만들어지는데, 이 다공성 섬유 소재를 600도에서 1시간 가량 열처리해 '이산화주석-금 나노구조체'를 합성했다. 빨대모양의 중공 나노섬유 구조를 갖는 이산화주석-금 나노구조체는 가스와의 접촉 면적이 극대화되어 저온에서도 황화수소 가스를 정확하게 감지할 수 있다. 연구진은 3D 프린터를 활용해 개발된 센서와 부품을 제작하고, 한 손에 쥘 수 있는 크기의 소형 휴대용 기기에 통합해 실시간으로 황화수소 농도를 체크하며 식품 신선도를 측정할 수 있는 시스템 구현에 성공했다. 최현석 박사는 "이 센서를 스마트폰과 연동해 식품 안전성을 높이는 모니터링 장치로 활용할 수 있다"며, "식품 뿐만아니라 다양한 산업현장의 독성가스를 측정하는 모니터링 장치로 확대해 안전성과 에너지 효율화를 높이는 후속 연구에 힘 쓸 계획"이라고 밝혔다. 한편, 연구진은 이번에 개발한 식품 신선도 모니터링 가스센서를 재료분야의 세계적 학술지 '재료화학저널C(Journal of Materials Chemistry C)'에 발표했으며, 이 센서개발 논문은 학술지 표지논문에 선정됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자