[파이낸셜뉴스] 지엔원에너지가 리튬직접추출(DLE) 사업을 하는 이스라엘 엑스트라릿(Xtralit)의 투자를 완료했다. 리튬 추출에 필수인 흡착제의 국내 독점판매권도 취득해 시너지 효과를 극대화할 방침이다. 지엔원에너지는 지난 6일 엑스트라릿에 1500만 달러의 투자를 완료했다고 7일 밝혔다. 취득방법은 유상증자 참여를 통한 신주 취득이다. 투자 후 지분율은 29.88%로, 단일 투자자 기준 최대주주에 올랐다. 엑스트라릿은 독자 개발한 흡착제(sorbent)를 이용하여 이온교환방식으로 낮은 염도에서도 리튬 추출이 가능하고, 짧은 시간안에 더 많은 리튬을 추출하는 기술을 갖고 있다. 관련 3개의 미국 특허를 바탕으로 글로벌 에너지 기업들과 협력하고 있다. 지엔원에너지는 이번 지분 취득과 함께 흡착제에 대한 국내 독점 판매권도 확보했다. 이는 지엔원에너지가 미국에 추진 중인 리튬직접추출 파일럿 플랜트 건설 외에도 다른 기업들과 협업 가능성을 고려한 것이다. 회사 관계자는 "미국 인플레이션 감축법(IRA)에 대응하기 위해 국내 기업들이 해외 염호를 확보해 리튬 추출을 진행하고 있다"며 "한국에 본사를 둔 기업이 엑스트라릿 기술을 이용해 염호에서 리튬 추출을 진행하려고 한다면 반드시 지엔원에너지와 리튬 추출에 필요한 흡착제 공급계약을 맺어야 한다는 의미”라고 말했다. 또 지엔원에너지는 엑스트라릿과 공동으로 조인트벤처(JV) 설립을 검토하기로 했다. 지엔원에너지가 염호 확보를 위한 자금 및 운영지원을 맡고, 엑스트라릿에서는 염호추출기술을 지원해 상호 이익을 극대화할 수 있는 방안을 마련할 계획이라고 전했다. 이 관계자는 "엑스트라릿에 대한 투자가 완료되어 리튬 추출 기술 확보에 대한 시장의 우려가 불식됐다고 판단한다"며 "이제 염호 확보에 총력을 기울여 최대한 빠른 시간내에 성과를 보여주도록 노력하겠다"고 덧붙였다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

【파이낸셜뉴스 춘천=서백 기자】 강원대학교 환경공학과의 전강민 교수 연구팀이 버려지는 제강 슬래그와 커피찌거기를 활용해 수중의 인을 효율적으로 회수할 수 있는 ‘고효율 친환경 인 회수 흡착제’를 개발했다고 20일 밝혔다. 20일 강원대학교에 따르면 이번 연구는 전강민 교수와 신재관, 손창길 연구원(지속가능환경기술연구실)이 참여하였다. 이번에 연구진이 새로 개발한 흡착제는 다양한 이온들이 존재하는 수용액에서 인 성분의 선택적 분리가 가능하고, 인 흡착 후 고형 비료로 재활용이 가능한 장점을 가지고 있다. 한편, 전강민 교수는 이번 ‘고효율 친환경 인 회수 흡착제’개발에 대한 연구 결과를 환경 분야 SCI급 국제학술지인 「Chemical Engineering Journal」(Impact Factor=14.66) 에 게재했다. 전강민 교수는 “유·무기 폐기물을 활용하여 유한한 자원인 인을 효과적으로 회수하고 친환경 인 회수 흡착제를 제조하는 기술은 환경공학 분야에 새로운 방향을 제시할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 한편, 전강민 교수 연구팀은 최승목 한국재료연구원 박사, 박진수 상명대학교 교수, 이소영 한국환경공단 국가물산업클러스터사업단 과장, 김호석 ㈜아크로랩스 대표와 컨소시움을 구성해 농촌진흥청의 ‘농업과학기술 연구개발사업 지원’을 수행하고 있다. syi23@fnnews.com 서백 기자

부산대가 보유한 '표면개질을 통한 흡착성능 향상' 기술이 규산마그네슘을 제조·판매하는 전문기업인 ㈜자이언트케미칼에 이전돼 미래 기능성 흡착제 시장 개척에 청신호로 작용할 전망이다. 표면개질(表面改質)이란 물질 표면에 원래 물질에 없던 물리, 화학, 생물적인 특성을 부여하는 것을 말한다. 부산대학교(총장 차정인) 산학협력단(단장 최경민·기계공학부 교수)은 최근 '마그네슘 실리케이트(규산염)의 아민기 표면개질을 통해 흡착성능을 향상시킬 수 있는 고기능성 흡착제 제조 기술'에 관한 기술이전 협약을 ㈜자이언트케미칼과 체결했다고 14일 밝혔다. 노주섭 기자

[파이낸셜뉴스] 부산대가 보유한 '표면개질을 통한 흡착성능 향상' 기술이 규산마그네슘을 제조·판매하는 전문기업인 ㈜자이언트케미칼에 이전돼 미래 기능성 흡착제시장 개척에 청신호로 작용할 전망이다. 표면개질(表面改質)이란 물질 표면에 원래 물질에 없던 물리, 화학, 생물적인 특성을 부여하는 것을 말한다. 부산대학교(총장 차정인) 산학협력단(단장 최경민·기계공학부 교수)은 최근 '마그네슘 실리케이트(규산염)의 아민기 표면개질을 통해 흡착성능을 향상시킬 수 있는 고기능성 흡착제 제조 기술'에 관한 기술이전 협약을 ㈜자이언트케미칼과 체결했다고 14일 밝혔다. 이 기술은 '모노에탄올아민 전구체를 이용한 표면개질 기술'로 부산대 재료공학부 윤석영 교수가 개발에 성공했다. 기존의 마그네슘 실리케이트의 흡착성능을 향상시키기 위해 표면개질에 관한 모노에탄올아민 전구체 농도, PH 반응온도 등의 공정 조건을 조정해 흡착특성과 필터효능을 최적화시킬 수 있는 획기적인 기술이다. 마그네슘 실리케이트 입자 표면을 아민기로 개질해 이온 흡착능을 증가시키고, 아미노실란커플링제로 표면개질때 비표면적 저하로 인한 이온 흡착능이 감소하는 문제점을 해소할 수 있는 기술이다. 활용되는 사업 분야로는 공업용(폴리올 정제), 환경용(동식물성 식용유)으로 불순물을 제거하는 흡착제, 화장품의 첨가제 및 의료용으로는 제산제 등이 있다. roh12340@fnnews.com 노주섭 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 다양한 산업용수 속 금속화합물을 제거하는 흡착제 기술을 개발해 민간기업에 이전했다. 이 금속염 흡착제가 반도체, 디스플레이, 화학 플랜트 산업에 널리 사용될 수 있다고 연구진은 설명했다. 한국원자력연구원은 전자선 그라프트 기술을 기반으로 한 금속염 흡착제 제조기술을 수처리 전문기업인 ㈜앱스필에 이전하는 기술실시계약을 체결했다고 8일 밝혔다. 이 계약으로 원자력연구원은 정액 기술료 5000만원과 매출액의 3%를 경상 기술료로 받는다. 또 앱스필은 특허 2건, 노하우 1건으로 구성된 흡착제 제조기술을 이전 받는다. 원자력연구원 박원석 원장은 "흡착 필터를 국산화하는데 성공해 기존 수입에 의존하던 물량을 상당 대체할 수 있을 것"이라고 말했다. 전자선 그라프트 기술은 정읍 첨단방사선연구소 방사선이용·운영부 전준표 책임연구원 주도로 개발했다. 반도체 제조공정에서 사용되는 불산은 은이온 등의 금속염 불순물을 제거해야 재활용할 수 있다. 또 원자력 시설에서 세슘 등의 방사성 금속염을 제거해야 하는 경우가 있다. 전자선 그라프트 기술을 적용해 제작한 흡착제는 흡착 속도와 흡착용량 모두 기존 이온교환수지를 이용한 방법보다 우수하고 더 효율적이라고 연구진은 설명했다. 흡착 필터의 또 다른 장점은 다양한 금속염을 제거하는데 활용할 수 있다. 고분자화합물이 첨가된 용액에서 용매의 농도를 조절해 다양한 기능을 자유자재로 추가하는 것이 가능하기 때문이다. 향후 화학, 반도체 공장과 원자력 시설 등 대형시설뿐 아니라 병원, 일반 가정 등 일상 영역에서 기체 및 액체의 정제, 흡착, 촉매, 추출 등의 다양한 용도로 활용이 가능하다. ㈜앱스필은 액체 여과용 필터 조립체 및 액체 여과장치 등을 주로 생산하는 기업이다. 원자력연구원과 컨소시엄을 통해 필터 개발 관련 방사선기술개발사업 기업주도형 과제를 공동으로 진행하는 등 연구원과 지속적인 협력 관계를 맺어 오고 있다. 이번 기술이전을 통해 해당 기술을 활용한 금속염 흡착제를 제조하는 국내 최초의 기업이 된다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

  "한국화학연구원은 명확한 정체성을 확립해야 하는 변화의 시기에 놓여있다. 장기적으로 화학연의 목표를 이룰 수 있도록 체계적인 계획을 수립하겠다." 김성수 한국화학연구원 원장은 21일 화학연의 중요성과 존재 가치를 국민에게 알리겠다는 목표를 밝혔다. 국민들이 화학을 학문으로만 생각하거나 세부 연구 영역이나 전문용어를 어렵게 느끼기 때문에 중요성에 대해 알지 못한다고 판단해서다. 화학연은 최근 급부상하고 있는 신약이나 미세먼지 등 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 부분에서 많은 노력을 하고 있다. 김 원장은 "우리 연구원에서 하고 있는 대표 분야를 국민에게 다가가기 쉽도록 브랜드화해 소통할 예정"이라며 "화학연의 존재가치와 정체성을 명확하게 알리는 한 해, 화학의 중요성과 가치를 전 국민과 공유할 수 있는 한 해를 만들어 가겠다"고 강조했다. ―지난 해 취임 후 성과와 아쉬운 점은. 또 앞으로 어떤 것을 시행할 것인가. ▲취임 첫 해인 지난 해는 바빴다. 향후 3년에 대한 연구성과계획서를 제출했고 구성원들과 간담회를 통해 소통을 활성화했다. 또 135명의 구성원이 비정규직에서 정규직으로 전환됐다. 좋은 연구 결과도 많이 나와 화학연의 연구 역량과 위상을 대외에 널리 보여줬다. 올해는 화학연의 경쟁력을 분석해야 하는 연구 콘텐츠를 발굴하고자 한다. 우선 메가트렌드와 외부 환경을 분석하고 과학기술과 정부출연연구기관, 화학산업 정책을 분석해 핵심 아젠다를 발굴할 것이다. 연구 현장의 목소리도 적극 반영할 계획이다. 이를 통해 연구원이 집중해야 할 대표 분야를 선정, 육성할 것이다. 두 번째는 인재양성에 주력할 계획이다. 특히 정규직으로 전환된 연구원들이 원에 잘 정응하고 역량을 강화할 수 있도록 관심과 지원을 아끼지 않겠다. 세 번째는 '소통'이다. 지난 해에는 총 56번의 간담회를 열어 세대와 직급, 부서 간 장벽을 허물고 소통할 수 있는 장을 마련했다. 올해도 전직원 워크숍을 비롯해 다양한 소통, 공감 프로그램을 추진할 계획이다. ―페로브스카이트 태양전지 등 2건을 '2018년 세계적 혁신기술'로 선정했다. 그 이유는. ▲화학연이 선정한 기술은 장종산 박사팀의 '혁신적 MOF 수분흡착제 및 에너지절약형 흡착식 냉방·제습기술'과 서장원 박사팀의 '세계 선도형 고효율·고안정성 페로브스카이트 태양전지 기술'이다. '혁신적 MOF 수분흡착제 및 에너지 절약형 흡착식 냉방·제습 기술'은 물을 이용하는 에어컨(흡착식 냉방기)에 쓰이는 흡착제다. 물 흡착용량이 크고 저온에서도 탈착·재생돼 에너지 효율이 크게 높아졌다. 기존 에어컨 전기료의 5% 미만으로 들 것으로 예상돼 여름철 냉방기 사용으로 인한 전기료를 대폭 줄이는데 기여할 것으로 전망된다. ―'태양전지 기술'은 어떤 것인가. ▲두번째 기술인 '세계 선도형 고효율·고안정성 페로브스카이트 태양전지 기술'은 세계 최고 효율을 여러 번 경신했다. 지난 4월 16일 미국재생에너지연구소(NREL) 차트에 서장원 박사팀과 MIT 모운지 바웬디 교수팀이 공동연구를 통해 24.23%(0.1㎠ 소자 기준) 인증효율을 등재했다. 페로브스카이트 태양전지 부문 세계 최고 광전변환효율이다. 이를 통해 페로브스카이트 태양전지의 고효율화 연구와 함께 안정성과 대면적 모듈 적용에 대한 연구를 하고 있다. ―최근 미세먼지가 이슈다. 화학연이 보유한 '대기오염물질 전환 촉매 원천기술'이 미세먼지 저감 효과가 있다고 한다. ▲미세먼지와 관련된 연구는 다른 출연연과 함께 아이디어를 모으는 것이 중요하다. 이를 단기연구와 장기연구로 나눠서 조직화하는 것이 필요하다. 미세먼지는 공장, 자동차, 선박 등에서 직접 배출되는 1차 미세먼지와 가스 상태로 나와 공기 중의 다른 물질과 화학반응을 일으켜 생성되는 2차 미세먼지로 나뉜다. 즉 대기오염물질이 대기 중에서 다른 물질과 화학반응을 일으켜 2차 미세먼지로 바뀌는 것이다. 임지선 박사팀은 보도블록과 방음벽 등 도로 시설물을 이용해 유해가스와 미세먼지를 흡착해 제거하는 기술을 개발했다. 이 흡착제를 이용해 미세먼지 입자와 질소화합물, 황화합물을 제거할 수 있다. 허일정 박사팀은 화력발전이나 석유화학 공장 등에서 나오는 질소산화물을 인체에 해롭지 않은 질소와 수증기로 배출하는 촉매기술을 개발했다. 앞으로 자동차와 선박, 발전소 등 산업 전반에 걸쳐 폭넓게 적용할 계획이다. 대기오염물질 배출원인 자동차나 선박 등에 정화장치를 설치해 연료 연소과정에서 나오는 질소산화물을 질소와 물로 환원할 수 있다. 지금까지는 미세먼지 저감 연구가 시장성이 떨어져 민간투자가 적었다. 화학연은 정부출연연구기관으로서 국민들이 겪는 사회문제를 해결하기 위한 연구에 힘을 기울이겠다. ―파이낸셜뉴스와 매년 공동주최하는 서울국제신약포럼이 6월 20일 개최된다. 올해 주제가 '신약개발 패러다임의 전환, 조직칩과 오가노이드'다. 이에 대해 설명한다면. ▲최근 '조직칩'과 '오가노이드'가 전 세계적으로 주목을 받고 있다. 조직칩은 인간 장기와 생체 시스템의 복잡한 생물학적 기능을 모방해 약물의 효능과 안전성을 실험할 수 있는 플랫폼을 말한다. 미국 국립보건원(NIH)은 임상시험에서 신약 후보 물질의 시험 성공률을 높이는 것을 목표로 2018년부터 5년간 류마티스 관절염, 인플루엔자A바이러스 감염, 근위축성측삭경화증(ALS), 부정맥유발성 심근증 등 일반적인 증상부터 희귀질환까지, 연간 1500억만 달러의 예산을 투입해 살아있는 세포와 인간 조직을 활용해 질병에 걸린 상태를 모사한 '조직 칩' 개발 프로젝트를 밝히기도 했다. 오가노이드는 인체 세포를 자라게 해서 실제 장기와 유사한 구조, 세포의 구성 및 기능을 보유한 3차원적인 생체 모사 시스템이다. 기존 체외 세포 배양 모델 시험이 지니는 한계를 극복해 신약개발 과정에서 발생하는 낮은 성공률과 고비용 등의 문제들을 획기적으로 개선할 수 있는 대안기술로 떠오르고 있다. 이에 화학연은 △국제적인 동물 시험 규제에 선제적 대응 △선진국과의 기술격차 축소 △바이오 서비스 신시장 선점 △맞춤형 치료제 개발을 위한 전략 △기존 동물실험과 체외모델 시험이 지니는 한계 극복의 대안으로 인간 특이적 생체 모사 플랫폼 연구를 활발하게 진행 중이다. ―최근 빅데이터 등 DB구축이 신약개발에 미치는 영향에 대해 많이 강조되고 있다. ▲최근 화학연은 파로스 IBT와 신약개발 DB구축을 위한 개발 계약을 체결했다. 신약개발 연구는 전통적으로 데이터 기반의 의사결정이 필수적이며, 오래 전부터 기계학습 알고리즘을 활용하는 연구가 진행돼왔다. 미국이나 일본, 유럽 등의 거대 다국적 기업들은 100만 종 이상의 라이브러리와 수십 년 동안 축적된 약효 및 독성 스크리닝 데이터를 보유하고 있다. 최근 이를 활용한 데이터 기반 인공지능 신약개발 연구를 스타트업들과 공동으로 또는 자체적으로 활발히 추진하고 있다. 신약개발 데이터 플랫폼은 사용자 친화적으로 구축될 것이다. 데이터 분석 전문가가 아니더라도 쉽게 활용할 수 있을 것이다. 신약개발 데이터 플랫폼이 국내 신약개발 연구의 효율성 및 성공률 제고에 도움이 될 수 있길 바란다. ―화학연은 데이터 수집을 위해 어떤 노력을 하고 있나. ▲국내 제약사들은 자체 라이브러리를 보유하고 관리할 만큼의 규모가 되지 않아 한국화학연구원의 한국화합물은행 라이브러리를 활용해 스크리닝을 진행했다. 그 결과 한국화합물은행은 61만종의 화합물에 대한 600만 건 이상의 스크리닝 데이터를 보유하게 됐다. 앞으로 한국화학연구원은 한국화합물은행 보유 데이터와 외국의 공공 데이터베이스 정보를 통합해 국내 연구자들에게 제공함으로써 데이터 기반 신약개발 연구를 활성화할 계획이다. 데이터를 활용해 약효 및 독성 예측모델들이 개발되면 신약개발 시간이 단축되고, 실패율을 감소시켜 비용을 절감함으로써 효율성이 크게 증대될 것으로 기대된다. pompom@fnnews.com 정명진 기자

한국화학연구원은 세계일류 수준의 경쟁력을 보유한 연구성과로 2건의 '2018년 세계적 혁신기'을 확정했다. '세계적 혁신기술'은 최근 3년간의 KRICT 혁신기술* 중 운영진의 검토를 거쳐 후보를 선발하고, 내·외부 산학연 전문가들의 정성평가와 세계적혁신기술선정심의위원회를 통해 최종 심의·선정했다. 세계적혁신기술선정심의위원회는 지난 2월 18일 화학(연) 대회의실에서 개최됐으며, 화학(연) 원장, 부원장 등 내부위원 5명과 후보기술 관련 산·학·연 전문가 5명이 참여했다. 혁신기술 선정에는 연구성과의 질적 우수성, 독창성, 혁신성, 우위성, 파급성 등을 고려했다. 화학(연) 세계적 혁신 기술은 장종산 박사팀의 「혁신적 MOF 수분흡착제 및 에너지절약형 흡착식 냉방·제습기술」과 서장원 박사팀의 「세계선도형 고효율·고안정성 페로브스카이트 태양전지 기술」 이다. □ 장종산 박사팀의 「혁신적 MOF 수분흡착제 및 에너지절약형 흡착식 냉방·제습기술」은 친환경 저온 재생 냉방기용 흡착제를 개발해 2018년 Nature Energy지*에 논문을 게재한 성과다. 친환경 흡착식 냉방기는 전기를 거의 쓰지 않고, 물(냉매)과 흡착제, 태양열 등으로 실외기가 없이 구동할 수 있는 장치다. 연구팀은 친환경 흡착식 냉방기에 쓰일 수 있는 저온 재생형 금속-유기 골격체(MOF) 수분흡착제를 프랑스의 CNRS 연구소와 공동으로 개발했다. 이는 안정성이 높고 기존 흡착제인 제올라이트* 대비 24% 높은 냉방효율, 실리카겔** 대비 수분 흡착량 2배 이상의 성능을 가지고 있으며, 55℃~65℃ 저온 재생이 가능하다. 전기식 에어컨 대비 1/20 이하로 전력사용을 최소화하며, 수분흡착제의 재생 열원으로 70℃ 이하의 태양열/지역난방열/산업폐열에 적용할 수 있다. 연구팀은 2012년부터 Advanced Materials지 속표지 논문에 게재했고, 최초의 저온 재생 수분흡착제 미국특허를 등록하여 차세대 수분흡착제 기술을 이끌고 있다. 현재까지 저온 재생 수분흡착제 특허를 포함해 13편의 MOF 물질 및 응용기술관련 미국특허를 등록해 특허기술 포트폴리오를 구축하고 있으며, 수분흡착제 합성 및 수분 응용기술 일부에 대해 기술이전 및 사업화를 진행 중이다. 서장원 박사팀은 세계선도형 고효율·고안정성 페로브스카이트 태양전지 기술을 통해 1cm2 소자 페로브스카이트 태양전지의 효율을 세계최고 수준인 20.9%까지 끌어올렸으며(Progress in Photovoltaics, solar cell efficiency table 등재), 동시에 우수한 장기 안정성을 확보하였다. 또 2018년 국가연구개발 우수성과 100선에 선정된 바 있다. 연구팀은 차세대 태양전지로 주목받고 있는 페로브스카이트 소재를 집중적으로 연구해왔으며, 고효율화 기술력을 바탕으로 단위소자에서부터 대면적 모듈에 이르기까지 성능을 높이기 위한 연구에 매진하고 있다. 인증효율은 0.1cm2 단위소자 22.7%(NREL차트 등재, 2017.10), 1cm2 소자 20.9%(Progress in Photovoltaics, solar cell efficiency table 등재, 2018), 90cm2 모듈 17.1%을 받아서 세계수준의 고효율화 기술을 선보이고 있다. 연구팀은 태양전지의 효율 향상을 위한 연구를 계속하는 한편, 상용화를 위해 페로브스카이트 소자의 내구성 확보에도 힘을 쏟았다. 20% 이상의 고효율 소자에서 고온 (60℃)에서 500시간, 광조사하에서 300시간 이상 우수한 장기안정성을 보였고 이에 대한 연구 결과는 2018년 Nature Energy지에 게재하였다. 최근에는 페로브스카이트 태양전지 상용화를 위한 대면적 모듈 제조 기술을 바탕으로 가볍고 유연한 태양전지를 개발에 힘쓰고 있다. 화학(연) 김성수 원장은 "기존 우수성과 제도를 전면 개편하여 2018년부터 KRICT 혁신기술 및 세계적 혁신기술 선정제도를 운영하고 있다. 향후 세계적 혁신기술 선정대상에 대해 장기적, 안정적으로 성과를 창출할 수 있도록 기관차원의 지원을 확대해 나갈 것”이라고 말했다. ■용어설명 *KRICT 혁신기술: 기술적 우위를 바탕으로 시장 패러다임 및 산업구조의 변화를 통해 새로운 가치를 창출할 수 있는 한계돌파(Breakthrough)형 기술로 특허, 우수논문 게재 및 기술이전 실적을 기준으로 대상 선정. *제올라이트: 황산과 규산나트륨의 반응에 의해 만들어지는 튼튼한 그물조직의 고표면적 규산입자. *실리카겔: 실리콘 양이온, 알루미늄 양이온, 산소 음이온으로 구성된 고표면적의 3차원 다공성 분자체. seokjang@fnnews.com 조석장 기자

한국화학연구원 화학공정(CCP) 융합연구단 장종산 박사 연구팀은 프랑스 CNRS 연구소와 함께, 전기를 거의 쓰지 않아도 되는 친환경 냉난방기용 흡착제를 개발했다. 이번 연구결과는 세계적 학술지 ‘네이처 에너지’의 최신호 온라인 논문으로 게재되었다. 일상생활에서 주로 많이 쓰는 냉난방기는 전기식 에어컨, EHP 등이다. 그러나 이는 전력피크 문제, 프레온 가스의 오존층 파괴 및 지구 온난화 문제, 화석연료 고갈 문제 등을 유발하여 친환경적인 차세대 냉난방기 보급이 시급한 상황이다. EHP는 전기히트펌프(Electric Heat Pump). 전기모터 가동으로 압축기(컴프레서)를 구동하여, 냉매의 발열을 이용해 저온의 열원을 고온으로 전달하거나 고온의 열원을 저온으로 전달하는 냉난방 시스템을 말한다. ‘흡착식 냉난방기’는 대표적 친환경 냉난방기다. 전기를 거의 쓰지 않고 천연냉매인 물과 흡착제, 재생열원(지역난방열, 태양열 또는 산업용 폐열) 등으로만 구동할 수 있다. 물이 수증기로 증발할 때 주변의 열을 빼앗아 냉방이 되고, 반대의 시스템으로 수분이 응축될 때 열을 방출해 난방 되는 원리다. 여기에 흡착제가 주요 소재로 쓰이는데 냉난방기 안에서 수분을 빨아들여(흡착) 냉방을 촉진시키고, 포화되면 외부의 열로 수분을 내뱉은(탈착) 후 재생된다. 이때 하절기에 남아도는 태양열 또는 폐열을 냉방에 활용할 수 있어서 자원 재활용 측면에서 유용하다. 그러나 기존 흡착제는 성능이 좋지 않아 ‘흡착식 냉난방기’가 광범위하게 상용화되지 못했다. 시장에서 널리 활용되려면 냉난방기 에너지 효율이 높고 흡착제의 수분흡착 용량이 크며, 70도 이하의 낮은 온도에서도 흡착제 재생이 잘 되어야 한다. 연구팀은 상용화를 위한 세 가지 성능 조건을 모두 만족시키는 흡착제를 개발했다. 새로운 흡착제의 효율은 기존 제올라이트 흡착제보다 24% 이상 높아졌고 흡착용량도 실리카겔 흡착제보다 2배 이상 크며, 섭씨 70도 이하의 저온에서도 손쉽게 수분이 탈착 재생될 수 있다. 새로 개발된 소재가 흡착식 냉난방기에 적용되면, 전기를 에어컨의 5% 미만으로 쓸 수 있어 과다한 전기 사용을 줄이고 전력 피크를 감소시킬 수 있다. 화학연구원 장종산 박사 연구팀은 2012년 금속-유기 골격체 흡착제 분야 최초로, 섭씨 100도 이하에서 저온 재생이 가능한 MOF 흡착제를 개발하여 미국 및 주요 국가에 국제특허를 등록한 바 있다. 지난 5월에는 금번 기술을 국내 특허로 출원했으며, 현재는 흡착식 냉방/제습/건조기 제품의 사업화를 위해 기술계약 및 기술이전을 진행하고 있다. 장 박사는“이번에 개발한 금속-유기 골격체 수분흡착제의 설계 기술은 기상이변과 지구온난화에 대응해 태양열 또는 중저온 폐열을 활용하는 미래형 냉-난방 산업의 핵심 기술이다. 또한 스마트 공조, 제습 및 건조 분야의 사업화에도 크게 기여할 것으로 기대한다”고 연구의의를 밝혔다.  이번 연구는 과학기술정보통신부에서 지원하는 글로벌프론티어사업 중 ‘하이브리드 인터페이스 기반 미래소재연구단’의 세부과제와 EU-Framework 국제공동 협력연구로 수행되었으며, 국가과학기술연구회 화학공정(CCP) 융합연구단 과제에서 일부 지원 받았다.   seokjang@fnnews.com 조석장 기자

미래창조과학부는 국내 연구진이 지하수나 바닷물, 사용한 핵연료 재처리 과정에서 얻어지는 방사성 폐수에 존재하는 방사성 세슘을 농도에 상관없이 효과적으로 흡착하는 물질을 개발했다고 16일 밝혔다. 이번 연구는 서강대 화학과 윤경병 교수 주도로 슈보다타 연구교수, 문원경 박사과정 연구원, 최도영 석사과정 연구원, 나노물질연구소 황인철 교수 등이 수행했으며 연구 결과는 화학분야 국제학술지 '앙게반테 케미지' 5월 22일자 온라인판에 게재됐다. 그뿐만 아니라 이 논문은 이 학술지에 게재되는 논문 중 상위 5% 이내의 중요도를 갖는 VIP논문으로도 선정됐다. 연구팀은 기존 타이타노실리케이트 흡착제보다 40배 이상 방사성 세슘 흡착성능이 뛰어난 신규물질 바나도실리케이트(SGU-45·바나듐과 실리콘으로 주원소로 하는 다공성 물질)를 개발했다. 연구팀에 따르면 현재 타이타노실리케이트(티타늄과 실리콘 산화물)가 사용되고 있지만 타이타노실리케이트는 방사성 세슘 농도가 1PPM 이하로 낮아지면 흡착능력이 떨어진다는 단점이 있다. 그러나 이번에 개발한 SGU-45는 세슘 농도가 낮을수록 더욱 세슘 흡착력이 높아지고 나트륨 같은 흡착 경쟁물질이 다량 존재하는 경우에도 세슘만 선택적으로 흡착할 수 있다. 흡착속도도 기존 타이타노실리케이트보다 두 배 이상 빠르다. bbrex@fnnews.com 김혜민 기자

미래창조과학부는 국내 연구진이 지하수나 바닷물, 사용한 핵연료 재처리 과정에서 얻어지는 방사성 폐수에 존재하는 방사성 세슘을 농도에 상관없이 효과적으로 흡착하는 물질을 개발했다고 16일 밝혔다. 이번 연구는 서강대 화학과 윤경병 교수 주도로 슈보다타 연구교수, 문원경 박사과정 연구원, 최도영 석사과정 연구원, 나노물질연구소 황인철 교수 등이 수행했으며 연구결과는 화학분야 국제학술지 '앙게반테 케미지' 5월 22일자 온라인판에 게재됐다. 뿐만 아니라 이 논문은 이 학술지에 게재되는 논문 중 상위 5% 이내의 중요도를 갖는 VIP 논문으로도 선정됐다. 연구팀은 기존 타이타노실리케이트 흡착제보다 40배 이상 방사성 세슘 흡착 성능이 뛰어난 신규물질 바나도실리케이트(SGU-45·바나듐과 실리콘으로 주 원소로 하는 다공성 물질)를 개발했다. 연구팀에 따르면 현재 타이타노실리케이트(티타늄과 실리콘 산화물)가 사용되고 있지만 타이타노실리케이트는 방사성 세슘의 농도가 1ppm이하로 낮아지면 흡착능력이 떨어진다는 단점이 있다. 그러나 이번에 개발한 SGU-45는 세슘의 농도가 낮을수록 더욱 세슘에 대한 흡착력이 높아지고 나트륨 같은 흡착 경쟁물질이 다량 존재하는 경우에도 세슘만을 선택적으로 흡착할 수 있다. 흡착속도도 기존 타이타노실리케이트보다 두 배 이상 빠르다. 윤 교수는 "이번에 개발된 고효율 흡착물질로 핵연료 재처리 과정에서 발생하는 방사성 세슘과 원전 사고로부터 누출되는 방사성 세슘을 농축해 안전하게 폐기하는데 기여할 수 있을 것"이라며 "현재 국내 특허 출원 중인 SGU-45물질의 대량생산 방법을 개발해 실제 현장에 투입하는 것이 목표"라고 밝혔다. bbrex@fnnews.com 김혜민 기자