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SK이노베이션, 이산화탄소를 일산화탄소로 전환 성공
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SK이노베이션은 자체 개발한 전기화학적 촉매 반응을 통해 이산화탄소를 일산화탄소로 전환하는 기술에 성공했다고 3일 밝혔다.
SK이노베이션 산하 연구개발(R&D) 조직인 환경과학기술원은 '이원자(二原子) 촉매 기술'을 이용해 이산화탄소를 선택적으로 일산화탄소로 변환해 하루 1㎏ 상당의 일산화탄소를 제조하는 데 성공했다.
이 기술은 화학 반응 속도를 조절하는 촉매의 성능을 향상시키는 것으로, SK이노베이션에 따르면, 기존의 수백 개 원자가 결합된 촉매와 달리 단원자 촉매를 사용하여 활성을 더 높였다. 또한, 이를 이원자 형태로 개발함으로써 촉매의 성능을 더욱 개선했다.
원자를 하나씩 분리해 만든 단원자(單原子) 촉매는 수백개 원자가 뭉쳐진 기존 촉매와 달리 활성을 더욱 높이는 기술인데, 이원자 형태로 만들면서 촉매 성능이 더 향상됐다는 설명이다.
연구팀은 니켈과 철을 이원자 형태로 결합한 새로운 촉매를 개발하여 촉매의 효율을 향상시켰다. 이 촉매를 전극 셀이 적층된 전해조에 적용한 결과, 전기화학 촉매 반응을 통해 이산화탄소가 일산화탄소로 전환되는 것을 확인했다.
일산화탄소는 초산, 플라스틱 등 다양한 화학 제품의 생산에 사용되며, 최근에는 메탄올이나 합성 원유와 같은 대체 연료의 생산 원료로도 관심을 받고 있다.
SK이노베이션은 이번 연구가 기후 위기의 주요 원인 중 하나인 이산화탄소를 감소시키는 동시에, 중요한 화학 원료인 일산화탄소를 얻을 수 있는 방법을 제공할 것으로 기대하고 있다.
SK이노베이션의 이번 연구 성과는 화학공학 분야의 저명한 학술지인 '케미컬 엔지니어링 저널'의 11월 29일자 판에 게재됐다. 이 기술 연구에는 국내 전기화학 시스템 분야의 전문 기업인 테크윈도 참여했다.
이성준 SK이노베이션 환경과학기술원 원장은 이번 연구 성과에 대해 언급하며, '탄소 감축과 기후 위기 대응은 우리 모두가 우선적으로 해결해야 할 과제'라고 강조했다. 또한, '이번 성과는 에너지 및 화학 분야의 연구개발 과정에서 축적된 촉매 기술이 탄소 감축 기술 개발에 적용된 사례로, 앞으로도 연구개발의 핵심 역량을 강화하여 탄소 감축에 지속적으로 기여하겠다'고 밝혔다.
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2023-12-03
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식중독 예방 위해 설계된 전자 코 'E-노즈' 개발
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일반적으로 마약 탐지, 주인 인식, 매몰된 사람 구조와 같은 활동에서 뛰어난 후각을 발휘하는 동물로 개를 떠올리곤 한다. 이 때문에 냄새를 잘 맡는 사람을 종종 '개코'라고 부른다. 하지만 이제는 '개코'가 아닌 'AI 코(AI Nose)'라는 용어를 사용해야 할 시대가 올 것으로 보인다.
인공지능(AI)의 발전으로 인해, 사람의 코를 대체할 수 있는 이 'AI 코'는 다양한 냄새를 구분하도록 훈련되고 있기 때문이다.
미국 BBC에 따르면, 사람의 코에는 약 400개의 후각 수용체가 있어 약 1조 종류의 냄새를 감지할 수 있다고 한다. 그러나 이러한 수준의 감각을 과학적 장비로 복제하는 것은 어려운 과제다.
그럼에도 불구하고, 최근 AI의 발전 덕분에 최신 전자 코(특정 냄새를 감지하고 보고할 수 있는 첨단 센서)의 처리 속도와 정확도가 급속도로 향상되고 있다.
그들의 지지자들은 식품 안전을 변화시킬 수 있다고 말한다.
센시파이(Sensifi)라고 불리는 'E-노즈(e-nose)'의 공동 개발자이자 이스라엘 네게브 벤 구리온 대학교의 화학 교수인 라즈 젤리넥(Raz Jelinek) 교수는 "잠재적으로 치명적인 식인성 박테리아의 일반적인 유형인 살모넬라와 대장균은 고유한 전자적 특성을 가지고 있다"고 설명했다.
E 노즈에는 탄소 나노입자로 코팅된 전극이 포함되어 있어, 박테리아가 내뿜는 냄새나 휘발성 유기화합물(VOC)을 감지한다.
서로 다른 종류의 박테리아는 서로 다른 VOC 지문을 생성하며 이는 다시 Sensifi 기계에서 서로 다른 전기 신호를 생성한다. 그런 다음 AI 소프트웨어 시스템에 의해 기록되어 계속 증가하는 데이터베이스와 비교하여 이를 확인하고 사용자에게 알린다.
올해 초 출시된 Sensifi는 식품 산업의 감염과의 전쟁을 변화시킬 수 있기를 희망하고 있다.
모디 펠레드(Modi Peled) CEO는 "대부분의 경우 식품 생산업체가 현재 테스트를 위해 샘플을 실험실로 보낸 다음 결과가 나올 때까지 며칠을 기다려야 한다"며 "하지만 E-노즈는 식품 회사가 직접 현장에서 사용할 수 있으며 1시간 이내에 결과를 제공한다"고 말했다.
펠레드는 "식품 산업의 테스트 방법은 40~50년 동안 동일하게 유지됐다"라며 "지금까지 AI는 실제로 이 시장의 테스트 부문에 진출하지 못했다"고 지적했다.
식중독은 전 세계적으로 여전히 심각한 문제로 남아 있다. 미국에서는 매년 4800만 명, 즉 6명 중 1명이 식중독으로 인해 병에 걸리며, 이 중 12만8000명이 입원했고, 3000명이 사망했다.
영국에서는 매년 240만 건의 식중독 사례가 발생하고, 약 180명이 사망하는 것으로 추산되고 있다.
펠레드는 "사람들은 고기, 가금류, 생선이 주범이라고 말하지만, 지난 5~10년 동안 미국 식품 산업의 가장 큰 암살자는 바로 로메인 상추다”라며 “식품 시장이 산업화될수록 병원균에 더 취약해질 것"이라고 주장했다.
독일 회사인 NTT 데이터 비즈니스 솔루션(NTT Data Business Solutions)는 현재 개발 중인 E 노즈를 구동하는 AI를 훈련하는데 커피를 통해 도움이 되는 새로운 방법을 가지고 있다.
한 테스트에서 기술자들은 AI 센서 옆에 인스턴트 커피 가루를 놓는 데 3일을 보냈다. 그런 다음 AI는 좋은 커피, 나쁜 커피(식초를 곁들인 커피), 커피가 전혀 없는 세 가지 옵션 중 하나를 식별해야 했다.
회사의 혁신 관리자인 안드리안 코츠르(Adrian Kostrz)는 "냄새는 단순한 가스가 아니라 독특한 가스 조합이다"라며 "그리고 냄새가 나는 방식에 변화나 아주 작은 차이가 있는 경우가 많다"고 말했다.
NTT의 센서는 3D 프린팅된 인간 코의 플라스틱 모델에 장착된다. 신선하고 상태가 좋을 때 어떤 냄새가 나는지 알 수 있도록 커피와 기타 식품으로 AI를 훈련하고 있으며, 이를 "냄새의 기준값"이라고 회사는 말한다.
아이디어는 NTT의 E-노즈가 전염병의 냄새를 맡는 것뿐만 아니라 식품의 신선도 여부에도 사용될 수 있다는 것이다. 이는 슈퍼마켓이나 카페에서 유통기한이 없는 물건이 있을 때 무엇을 먼저 팔아야 할지 알 수 있도록 도와줄 것으로 기대된다.
코츠르는 "악취의 기준값을 아는 것은 식품 산업이 그에 따라 생산, 저장, 수확 및 공정을 조정하는 데 도움이 될 것이다"라고 말했다.
그러나 일부 AI 전문가들은 최신 E-노즈가 잘 작동하지만, 식품업체들이 비용 문제로 인해 발을 빼게 될 가능성이 높아 큰 수요를 발생할 가능성은 낮다고 말한다.
미국에 본사를 둔 이 회사의 설립자이자 수석 디자이너인 빈센트 피터스(Vincent Peters)는 "피킹부터 보관, 배송까지 전 세계 소형 감지기 네트워크를 구축하는 것에 대해 이야기하고 있다면 이것이 비즈니스 모델에 어떤 영향을 미칠지 고려해야 한다"고 말했다.
한편, 샌프란시스코에 본사를 둔 도미노 데이터 랩(Domino Data Lab)의 동료 AI 전문가인 크젤 칼쏜(Kjell Carlsson)은 "E-이 노스가 작업 중인 각 시설에 대해 복잡한 미세 조정이 필요할 것이다"라며 "이것은 새로운 기술을 수용하는 것으로 알려지지 않은 업계에서 매우 어려운 작업이다"라고 꼬집었다.
이러한 지적에도 불구하고, 뉴질랜드의 센티안 바이오(Scentian Bio)라는 회사는 곤충의 더듬이를 모방해 바이오센서이를 개발했다. 이를 통해 곤충 단백질을 복제하고 이를 냄새 센서에 포함시킨 것이다. 이는 개 코보다 수천 배 더 민감하다는 설명이다.
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2023-12-03
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뉴욕, 로봇이 만든 음식 등장
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뉴욕 시에서 로봇이 만든 음식이 점차 늘어나고 있는 가운데 베터 데이즈(Better Days)라는 브랜드의 주문량이 증가 하고 있다고 엔터 뉴욕(EATER NEW YOK)이 최근 보도했다.
베터 데이즈는 지난 6개월 동안 뉴욕시에서 우버이츠, 도어대시 등 배달 플랫폼을 통해 고객에게 음식을 배달했다. 하지만 음식이 로봇 팔로 만들어졌다는 사실은 웹사이트 하단에 있는 아우어 테크날러지(Our Technology) 탭을 눌러야만 알 수 있다.
리미어 로우바틱스(Remia Robotics)라는 스페인 회사는 브랜드명을 쿠킹 래브(Cooking Lab)에서 베터 데이즈로 변경하고 모든 음식이 자동화를 사용하여 조리된다고 밝혔다. 그 이유는 로봇이 만든 음식이 인간이 만든 음식과 구별할 수 없는지 확인하기 위해서 였다.
뉴욕시에서는 식당의 위생 상태를 A, B, C 등급으로 평가한다. 자동화된 식당도 다른 식품 사업과 마찬가지로 검사를 받지만, 로봇이 음식을 조리하더라도 별도의 규제가 없다.
지난 2년 동안 베터 데이즈는 파리와 바르셀로나와 같은 국제 도시에서 시범 운영되었으며, 로봇이 만든 음식을 10만개 이상 판매했다. 이 회사는 지난 5월에 뉴욕시로 사업을 확장해 퀸즈 서니사이드에 있는 클라우드키친(CloudKitchen)에서 운영되고 있다.
이 회사의 등장은 로봇 공학과 식품 생산에 대한 새로운 논의를 불러일으킨다. 요리 비용을 제외하고, 로봇이 실제 사람을 위해 요리하면 무엇이 달라질까.
로봇은 야채 썰기와 같은 반복적인 작업에서 인간보다 더 정확한 작업을 수행할 수 있다는 주장이 있다. 이는 인건비를 절감함으로써 경쟁업체를 압도하고 더 적은 비용으로 식품을 판매할 수 있다. 실제로 베터 데이즈는 연어, 쌀, 야채 한 그릇에 약 15달러를 받는다. 반면, 스위트그린(Sweetgreen)에서는 비슷한 제품이 17달러에 판매되고 있다. 이는 로봇이 음식을 조리하면 인건비를 절감할 수 있다는 주장을 뒷받침하는 사례이다.
로봇은 이미 뉴욕의 주방에서 다양한 역할을 수행하고 있다. 그들은 커피를 따르고, 딤섬을 배달하고, 아보카도를 썰어주는 등 인간이 하는 일을 대신하고 있다.
베터 데이즈는 로봇이 점심 식사까지 준비할 수 있다고 주장한다. 이는 로봇이 음식의 제조부터 배달까지 모든 과정을 자동화할 수 있다는 가능성을 보여준다. 베터 데이즈의 로봇은 연어, 닭고기, 마늘 난 등 다양한 음식을 조리할 수 있도록 설계되어 있다. 온라인으로 음식을 주문하면 냉장 보관에서 식품을 꺼내 식품의 수분 수준과 온도를 모니터링하는 오븐에 넣는다.
베터 데이즈는 향후 5년 동안 500개의 자동화 레스토랑을 열고자 한다. 현재는 퀸즈에 한 곳만 운영하고 있지만, 향후 모든 레스토랑에서 음식의 제조부터 배달까지 모든 과정을 자동화할 계획이다.
로봇이 음식을 조리하는 것에 대한 찬반 의견이 분분하다. 찬성 측은 로봇이 인간보다 더 정확하고 일관된 품질의 음식을 만들 수 있으며, 인건비 절감으로 식품 가격을 낮출 수 있다고 주장한다. 반대 측은 로봇이 음식의 맛과 풍미를 떨어뜨릴 수 있으며, 일자리 감소로 이어질 수 있다고 우려한다.
로봇이 음식을 조리하는 것은 아직 초기 단계에 있다. 그러나 앞으로 로봇이 음식 생산의 주류로 자리 잡을 가능성은 충분하다.
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2023-12-03
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