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2024-11-25 (월)

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[먹을까? 말까? (79)] 감자 vs 고구마, 건강에 더 좋은 것은?

감자와 고구마 중 어떤 것이 우리 몸에 더 좋을까. 감자와 고구마는 땅속에서 자라는 뿌리 채소라는 공통점을 지니지만 서로 다른 식물군에 속하며 서로 다른 독특한 맛과 풍미를 자랑한다. 둘 다 탄수화물이 풍부하고 병충해에 강해 구황 작물(흉년 등으로 기근이 심할 때 주식물 대신 먹을 수 있는 농작물)로 여겨졌으며, 현재에도 건강 식품으로 사랑받고 있다. 감자는 가지과에 속하며 페루, 칠레 등 안데스 산맥 원산으로 온대 지방에서 주로 재배한다. 주로 흰색과 연한 주황색(자주감자)의 과육이 있다. 반면 고구마는 메꽃과에 속한다. 남아메리카가 원산지로 알려졌으며 과육이 주로 연한 주황색과 선명한 주황색을 띄며, 달콤한 맛이 특징이다. 감자와 고구마 모두 복합 탄수화물의 공급원이며 섬유질, 항산화제, 비타민, 무기질을 제공하지만 고구마는 비타민 A 함량이 더 높다. 감자의 영양학적 이점 감자와 각종 비타민과 무기;질이 풍부하다. 껍질이 황갈색인 러셋 감자(약 114g)에는 일일 권장량의 11%에 해당하는 비타민 C가 들어 있다. 비타민 C는 면역 기능, 콜라겐 생성, 철분 흡수를 돕는 항산화제다. 감자는 일일 권장량의 25%에 달하는 비타민 B6를 함유하고 있다. 비타민 B6는 적혈구 생성, 음식의 에너지 전환, 기분과 수면을 조절하는 신경전달물질 생성에 필수적이다. 또한 소화를 돕고 포만감을 높이는 섬유질과 혈압 조절, 신경 및 근육 기능을 지원하는 칼륨을 함유하고 있다. 감자는 저항성 전분이라는 탄수화물을 함유하고 있다. 파스타나 흰 쌀밥의 단순 탄수화물과 달리 저항성 전분은 소장에서 분해되지 않고 대장으로 이동하여 유익한 박테리아에 의해 발효되어 단쇄 지방산(SCFA)을 생성한다. 단쇄 지방산은 체중 관리, 혈당 조절, 장 건강 개선 등의 잠재적 건강 효능과 관련이 있다. 구운 감자는 삶은 감자보다 저항성 전분이 더 많고, 차가워진 구운 감자는 뜨거운 감자나 재가열한 감자보다 저항성 전분이 더 많아. 또한 감자를 껍질 째 섭취하는 것이 섬유질 함량과 영양학적 이점을 극대화하는 가장 좋은 방법이다. 고구마의 영양학적 이점 고구마는 섬유질, 비타민, 무기질, 항산화제가 풍부한 식품이다. 특히 고구마 껍질의 섬유질은 프리바이오틱스 효과를 지니고 있어 유익한 박테리아의 성장을 촉진하고 장 건강을 증진하는 것으로 알려져 있다. 과육이 주황색인 고구마는 항산화제이자 프로비타민 A인 베타카로틴이 풍부하게 함유되어 있다. 베타카로틴은 장에서 비타민 A로 전환된다. 중간 크기의 고구마(114g) 하나는 일일 권장량의 122%에 달하는 비타민 A를 제공하며, 이는 세포 성장 및 발달, 면역 체계 기능, 생식, 눈 건강에 중요한 역할을 한다. 고구마에는 염증 감소, 콜레스테롤 수치 개선, 혈당 조절과 관련된 항산화제인 폴리페놀이 풍부하다. 특히 자색 고구마에 함유된 안토시아닌은 염증을 줄이고 신진대사를 돕는 효과가 있다. 고구마는 비타민 A 외에도 비타민 C, 비타민 B6, 저항성 전분의 좋은 공급원이다. 저항성 전분은 장 건강, 혈당 관리, 포만감 증진에 도움을 줄 수 있다. 감자와 고구마의 영양 성분 비교 흔히 고구마가 감자보다 건강에 더 좋다고 여겨지지만, 두 가지 모두 균형 잡힌 식단에 건강하게 추가될 수 있다. 감자와 고구마는 칼로리, 단백질, 지방, 탄수화물 함량이 유사하다. 비타민 B6와 칼륨 함량 또한 비슷한 수준이다. 가장 큰 영양학적 차이점은 고구마가 감자보다 비타민 A 함량이 훨씬 높다는 것이다. 또한 고구마는 섬유질, 비타민 C, 망간, 구리, 판토텐산 함량이 감자보다 약간 더 높다. 고구마는 흰 감자보다 혈당 지수(GI)가 약간 낮은데, 이는 고구마의 높은 섬유질 함량 때문일 가능성이 높다. 삶은 흰 감자의 평균 GI는 71인 반면, 삶은 고구마는 63으로 약간 낮다. 혈당 지수는 식품이 혈당을 얼마나 빨리 높이는지 측정하는 지표이며, 점수가 낮을수록 혈당이 더 느리고 점진적으로 상승함을 의미한다. 감자와 고구마 모두 항산화 화합물을 함유하고 있다. 감자는 페놀산(주로 클로로겐산)이 풍부한 반면, 고구마는 강력한 항산화 작용을 하는 카로티노이드인 베타카로틴이 풍부하다. 어떤 것이 건강에 더 좋을까? 감자와 고구마는 모두 건강에 좋은 식품이며 복합 탄수화물, 섬유질, 비타민, 무기질, 항산화제를 제공한다. 고구마는 시력과 면역 기능에 중요한 비타민 A 함량이 높다는 점에서 감자보다 약간의 우위를 점하고 있다. 균형 잡힌 식단의 일환으로 감자와 고구마를 모두 섭취하면 건강에 필요한 영양소를 얻는 데 도움이 된다. 단백질, 채소, 건강한 지방과 함께 다양한 식단을 구성하는 것이 건강 유지에 좋다.
- 생활경제
2024-11-22
[정책] 정부, 무탄소에너지 경제 성장 엔진으로⋯2033년까지 59조원 경제 효과 기대

산업통상자원부(이하 산업부)는 22일 서울 강남구 코엑스에서 산·학·연 전문가들이 참석한 가운데 공청회를 개최하고, 2024년부터 2033년까지 적용될 제5차 에너지기술개발계획안을 발표했다. 에너지법에 따라 5년마다 10년 단위의 에너지기술개발 중장기 로드맵을 수립하는 산업부는 이번 계획안에서 '탄소중립 및 에너지 안정성 확보를 위한 무탄소 에너지 생태계 조성'을 최상위 목표로 설정했다. 특히 주목할 만한 점은 원전, 재생에너지, 수소를 아우르는 무탄소 에너지 생태계 강화를 통해 2033년까지 59조원에 달하는 경제적 파급 효과를 창출할 것으로 기대된다는 점이다. 산업부는 소형모듈원자로(SMR, 발전 용량 30만㎾급)를 포함한 원전 기술 고도화, 태양광·풍력 등 재생에너지 확대, 수소 에너지 활용 등 다각적인 에너지 기술 개발을 통해 탄소중립 시대를 선도하고 국가 경쟁력 강화에 기여할 것으로 전망했다. 이번 공청회에서는 에너지 기술 개발 계획안에 대한 각계 전문가들의 의견을 수렴하고, 향후 계획안을 보완하여 최종 확정할 예정이다. 에너지 기술 자립화율 90% 목표 산업통상자원부는 제5차 에너지기술개발계획을 통해 에너지 기술 자립화율을 현재 80.6%에서 2033년까지 90%로 끌어올리겠다는 목표를 제시했다. 이는 핵심 에너지 기술의 국산화를 통해 에너지 안보를 강화하고, 국내 에너지 산업의 경쟁력을 제고하기 위한 전략이다. 이를 위해 산업부는 '무탄소 에너지 확대를 위한 기술 경쟁력 강화' 전략을 추진한다. 2035년 국내 최초 가동 예정인 소형모듈원자로(SMR) 건설 단가를 kWe(킬로와트)당 3500달러(약 490만원) 수준으로 낮춰 경제성을 확보하고, 원전 기술 고도화를 추진한다. 신재생에너지 경쟁력을 강화한다. 차세대 탠덤 태양전지 효율을 2033년까지 35%로 높이고, 해상풍력단지 이용률을 50%까지 향상시켜 재생에너지 발전 효율을 극대화한다. 아울러 청정수소 생산 및 활용 기술, 청정 화력 발전 기술의 국산화를 통해 에너지원 다변화를 추진한다. 또한 '유연하고 안정적인 에너지망 구축' 전략을 통해 만성적인 송전 제약 문제를 해결하고 에너지 저장 기술을 고도화하여 안정적인 에너지 공급망을 확보할 계획이다. 이와 더불어 에너지 사용 효율을 높이고, 혁신적인 연구개발(R&D) 생태계를 조성하는 전략도 병행 추진한다. 산업부는 이번 계획을 통해 탄소중립 목표를 달성하고 에너지 안보를 강화하는 동시에, 에너지 신산업 육성을 통한 경제 성장 및 일자리 창출에도 기여할 것으로 기대하고 있다.
- 경제
2024-11-22
[퓨처 Eyes(59)] 햇빛 먹는 동물? 광합성 동물 세포 탄생!

햇빛을 받아 에너지를 만드는 동물, 상상이나 해봤는가? '광합성을 하는 동물'은 마치 SF 영화 속 이야기 같지만, 이제 현실이 되고 있다. 일본 도쿄대학교 마츠나가 사치히로 교수 연구팀은 동물 세포에 조류(藻類)의 엽록체를 이식해 광합성을 가능하게 하는 혁신적인 기술을 개발했다. 이는 동물과 식물의 생물학적 경계를 허물며 의학, 식량 생산, 환경 개선 등 다양한 분야에서 획기적인 변화를 예고한다. 50년 넘는 난제, 마침내 해결! 광합성은 햇빛, 물, 이산화탄소를 이용해 산소와 포도당을 생성하는 과정으로, 지구 생태계를 유지하는 핵심이다. 식물, 조류, 일부 박테리아가 광합성을 통해 스스로 영양분을 만들고 산소를 생성한다. 이는 동물의 생존에 필수적인 요소다. 동물 세포에 광합성 기능을 도입하려는 시도는 1970년대부터 있었지만, 동물 세포가 엽록체를 이물질로 인식하고 파괴하는 면역 반응 때문에 번번이 실패했다. 마츠나가 교수 연구팀은 이러한 난제를 해결하기 위해 동물 세포의 고온 환경(37℃)에서도 생존 가능한 홍조류(紅藻類)인 시아니디오시존 메롤래(Cyanidiochyzon merolae) 엽록체를 선택하고, 동물 세포가 엽록체를 '먹이'로 섭취하도록 유도해 면역 반응을 우회하는 전략을 사용했다. 이 홍조류는 이탈리아의 화산 온천에서 자라고 37℃ 이상의 온도에서 광합성을 할 수 있었다. 연구팀은 이 엽록체를 동물 세포에 강제로 주입하는 대신 배양액에 첨가한 다음 중국 햄스터 난소 세포에 먹였다. 동물 세포, 엽록체와 공존하며 광합성하다! 그 결과, 동물 세포는 엽록체를 파괴하지 않고 최대 48시간 동안 공존하며 광합성 초기 반응을 성공적으로 나타냈다. 뿐만 아니라 엽록체로부터 추가적인 에너지를 공급받아 성장 속도가 증가하는 현상도 확인됐다. 연구팀은 이틀간의 공동 배양 직후 세포의 1%가 "엽록체가 풍부해졌다"고 밝혔다. 이는 엽록체를 7개 이상 흡수했다는 의미다. 추가로 20%의 세포는 엽록체가 1개에서 3개 사이인 것으로 밝혀졌다. 중요한 것은 이들 엽록체가 이틀 동안 더 활동했으며, 이 기간 동안 숙주 세포가 빠른 속도로 성장했다는 점이다. 이는 엽록체가 잠재적으로 탄소 공급원으로 작용하면서 광합성이 실제로 일어나고 있음을 나타난다고 IFL 사이언스가 전했다. 마츠나가 교수는 "50년 동안 모든 생물학 연구자들이 포기했던 일을 해냈다는 사실에 놀랐다"며 이번 연구 성과에 대한 소감을 밝혔다. 생물학의 경계를 허물다 연구팀은 이러한 동물-식물 잡종 세포를 영어의 식물(plant)과 동물(animal)을 합성한 신조어인 '플래니멀(planimal)' 세포라고 이름을 붙였다. 이 기술은 동물 세포가 스스로 에너지를 생성하는 가능성을 열며 생명과학의 패러다임을 바꾸고 있다. 엽록체를 통해 공급받은 에너지로 동물 세포의 성장 속도가 증가하는 현상이 확인되면서, 자율적인 에너지 생산 시스템 구축에 대한 기대감이 높아지고 있다. 의학·식량·환경, 응용의 무한 가능성 이번 기술은 바이오산업의 여러 분야에서 실질적인 변화를 가져올 것으로 예상된다. 먼저, 의료 분야에서는 심장병 환자의 손상된 심장에 광합성 세포를 이식하여 빛으로 산소를 공급, 회복을 돕는 치료법이 개발될 수 있다. 또한, 산소 공급의 한계를 극복해 대형 조직 배양 및 이식 기술을 크게 발전시킬 수 있다. 식량 생산 분야에서는 배양육 생산에 광합성 동물 세포를 활용하여 외부 산소 공급 없이 자체적으로 산소를 생성, 생산 비용을 절감하고 효율성을 극대화할 수 있다. 이는 지속 가능한 식량 생산의 돌파구가 될 전망이다. 환경 문제 해결에도 기여할 수 있다. 광합성 동물 세포는 이산화탄소를 흡수하고 산소를 배출하는 기능을 통해 탄소 배출 감소와 환경 복원에 기여할 수 있으며, 탄소 중립 목표를 추구하는 기업들에게 획기적인 솔루션을 제공할 수 있다. 남은 과제와 미래 전망 물론 아직 넘어야 할 산도 있다. 추가 관찰 결과 이 이식된 엽록체는 2일 후에 분해되기 시작해 4일째 완전히 파괴됐다. 이 기술을 완성하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하지만, 연구팀은 "이미 합성 생물학 기반 접근법이 인공 광합성 동물 세포를 만드는 데 기초가 될 수 있다"며 이번 연구 성과에 대해 기대감을 드러냈다. 그럼에도 불구하고 광합성 기능을 안정적으로 유지하려면 엽록체의 장기 생존 및 효율적인 공생 메커니즘 구축이 필수적이다. 또한, 이 기술이 대규모로 활용되기 위해서는 사회적 수용성과 윤리적 검토도 병행되어야 한다. 광합성 동물 세포 기술은 생명공학의 새로운 문을 열며, 지속 가능한 미래를 위한 혁신적인 도구로 자리매김할 전망이다. 이 기술이 의학, 식량, 환경 등 다양한 분야에서 어떠한 변화를 가져올지, 앞으로의 발전이 더욱 기대된다. 이번 연구는 단순한 학문적 성과를 넘어, 미래 바이오산업의 초석이 될 기술적 기반을 제공했다는 점에서 주목할 만하다. "동물이 햇빛을 먹는다"는 발상이 이제는 더 이상 SF 영화 속 이야기가 아닌, 현실로 다가오고 있는 것이다. 이 연구 결과는 '일본 학술원 회보 B(proceedings of tje Japan Academy, Series B)' 저널에 게재됐다.
- IT/바이오
2024-11-21
[기후의 역습(87)] 영장류 권위자 제인 구달 "여섯 번째 대멸종이 목전에 있다" 경고

제인 구달(Jane Goodall). 그녀는 세계적으로 유명한 저명 영장류학자이자 환경보호론자다. 현재 90세인 구달 박사는 여전히 탐사를 위한 여행을 하고 있다. BBC와의 이 인터뷰도 여행 중에 진행한 것이다. 그 뒤 베를린, 다음에는 제네바로 간다고 한다. BBC와의 인터뷰에서 구달 박사는 이번 여행은 환경에 대한 위험과 몇 가지 치유법에 대해 이야기하기 위함이라고 말했다. 인터뷰에서 구달 박사는 그녀의 이름을 딴 재단이자 비영리 기술 회사인 에코시아(Ecosia)가 우간다에서 수행하고 있는 나무 심기 및 서식지 복원 임무를 소개했다. 지난 5년 동안 지역 사회와 소규모 농부의 도움으로 이 조직은 거의 200만 그루의 나무를 심었다. 구달 박사는 이 자리에서 "우리는 여섯 번째 대멸종의 한가운데에 있다"고 경고했다. 그러면서 "자연을 복원하고 기존 숲을 보호하기 위해 할 수 있는 일이 급선무"라고 강조했다. 이 프로젝트의 주목적은 우간다에서 5000마리 침팬지의 생존을 위협받는 서식지를 복원하는 것이다. 그녀는 수십 년 동안 영장류를 보호하기 위해 연구하고 캠페인을 벌였다. 동시에 산림 벌채가 우리 기후에 미치는 위협을 강조한다. 나무는 지구 기후를 위협하는 이산화탄소를 흡수하는 소중한 존재다. 아제르바이잔 바쿠에서 개최된 COP29(유엔 기후변화협약 당사국총회)와 맞물려 구달 박사는 "지구 온난화를 늦추기 위한 조치를 취하는 것이 그 어느 때보다 시급하다"고 지적했다. "기후 변화와 생물 다양성 손실을 늦출 시간은 끝나가고 있다"는 것이다. 그녀는 침팬지를 연구하기 시작한 탄자니아의 숲에서 60년 전에는 우기와 건기에 따라 일정을 정할 수 있었지만 지금은 건기에 비가 내리고 우기에는 오히려 건조하다고 말했다. 나무가 잘못된 시기에 열매를 맺는다는 의미이다. 이는 침팬지와 곤충, 새의 생태계를 위협한다. 수십 년 동안 그녀는 야생 침팬지의 주요 서식지인 아프리카 전역에서 숲이 파괴되는 것을 보았다. 그리고 침팬지 수가 감소하는 것도 목격했다. 그녀는 "환경에 엄격한 규제를 부과하지 않고 화석 연료에서 빠르게 벗어나지 않는다면, 산업 농업을 중단하지 않는다면, 결국 환경을 파괴하고 토양을 죽이고 생물 다양성에 파괴적인 영향을 미칠 것이며 궁극적으로 미래는 파멸할 것"이라고 경고했다. 구달 박사는 탄자니아에서 침팬지를 관찰하고 연구하기 시작한 선구자였다. 그녀는 침팬지가 도구를 만들고 사용하는 것을 목격하고 기록한 최초의 전문가였다. 영장류는 흰개미를 낚기 위해 막대기를 사용했다. 그녀가 관찰하기 전까지 이는 인간에게만 있는 특성으로 여겨졌다. 또한 그녀는 동물들이 강한 가족적 유대감을 형성하고 심지어 영토를 놓고 전쟁을 벌인다는 것도 밝혔다. 구달 박사는 거의 전 생애를 침팬지를 비롯한 영장류 연구에 바쳤다. 올해 90세가 된 지금도 그 속도를 늦추지 않고 있다. 그녀는 이를 우리의 다음 세대 미래를 위한 것이라고 해명한다. 그러면서 단호하게 환경 법률에 대해 더욱 강경해야 한다고 강조한다. 구달 박사는 "우리에게는 환경을 되돌릴 시간이 남아있지 않다. 환경을 파괴하는 너무 많은 잘못을 저질렀다"면서, 여섯 번째 대멸종의 위기를 재삼 경고했다.
- 포커스온
2024-11-21
[신소재 신기술(134)] UC 버클리, '뜨거운 이산화탄소 가스 포집' 획기적 기술 개발

산업 공정에서 발생하는 뜨거운 이산화탄소를 포집할 수 있는 혁신적인 기술이 개발됐다. 시멘트나 강철을 생산하는 산업 플랜트는 강력한 온실가스인 이산화탄소를 대량으로 배출하지만, 배기가스가 너무 뜨거워 최첨단 탄소 제거 기술을 사용할 수 없다. 배기가스를 냉각하려면 많은 에너지와 물이 필요하며, 이는 일부 가장 오염이 심한 산업에서 이산화탄소 포집 기술을 도입하는 장벽으로 작용한다. 그런데 UC 버클리의 화학자 연구진이 스펀지처럼 작용해 산업 배기가스와 비슷한 높은 온도에서 이산화탄소를 포집할 수 있는 소재를 발했다. UC 버클리 공식 홈페이지에 따르면, 발견된 소재는 금속-유기 프레임워크(MOF)의 일종으로, 사이언스 저널에 게재됐다. 발전 또는 산업 플랜트 배기가스에서 탄소를 포집하는 주요 방법은 액체 아민을 사용하여 이산화탄소를 흡수하는 것이다. 그러나 이 방법은 섭씨 40~60도 사이에서만 효율적으로 작동한다. 시멘트 제조 및 제강 공장은 200도를 넘는 배기가스를 생성하고 일부 산업 배기가스는 500도에 달한다. 아민이 추가된 MOF 하위 분류를 포함해 현재 시범 운영 중인 새로운 소재는 150도 이상의 온도에서는 분해되거나 덜 효율적이다. 이렇게 뜨거운 이산화탄소를 가져와 기존의 탄소 포집 기술을 적용하려면 적절한 온도로 냉각해야 하고, 비싼 인프라가 필요하다. 이번 연구를 진행한 UC 버클리 커티스 카쉬 박사는 "우리 기술이 탄소 포집 방식을 근본적으로 바꿀 수 있을 것"이라며 "개발된 MOF가 전례 없이 높은 온도에서 이산화탄소를 포집할 수 있다는 것이 입증됐다. 과거의 다공성 소재로는 불가능했던 것"이라고 설명했다. 아민 기반 탄소 포집에 대한 일반 연구에서 벗어나 고온에서도 작동하는 MOF의 새로운 매커니즘을 수립했다는 것이다. 개발된 소재는 다공성 결정질 금속 이온 및 유기 링커 배열을 특징으로 하며, 내부 면적은 스푼당 약 6개의 축구장 크기에 달해 이산화탄소를 흡착하기에 충분히 넓은 면적이다. 연구진은 시뮬레이션에서 새로운 MOF가 평균 20%~30%의 이산화탄소 농도를 보이는 시멘트 및 철강 제조 플랜트의 배출가스와 약 4% 농도의 이산화탄소를 포함한 천연가스 발전소의 배출가스에서 뜨거운 이산화탄소를 포집할 수 있음을 보여주었다. 포집된 이산화탄소를 지하에 저장하거나 연료 또는 기타 부가가치 화학 물질을 만드는 데 사용하는 것은 온실가스를 줄이는 핵심 전략이다. 지구 온난화와 기후 변화에 대응하는 유력한 솔루션으로 각광받고 있다. 재생 에너지 발전과 달리 화석연료를 주로 사용하는 산업 플랜트는 지속 가능성을 확보하는 것이 더욱 어렵기 때문에 이산화탄소 포집이 매우 중요하다. 아민 기반 흡착제는 수십 년 동안 탄소 포집 연구의 초점이었다. MOF는 원래 독일 아우크스부르크 대학교의 연구진이 발견했다. MOF가 이산화탄소로 채워지면 이산화탄소의 분압을 낮추어 제거하거나 탈착할 수 있다. MOF는 재사용한다. 연구진은 MOF를 변형해 다른 가스를 흡착할 수 있는지 추가 확인 작업에 나서고 있다. 이 소재가 더 많은 이산화탄소를 흡착할 수 있도록 기능 개선도 진행하고 있다.
- 경제
2024-11-20
[신소재 신기술(132)] 플라스틱 폐기물, 고부가가치 화학물질과 수소 에너지로 재활용하는 기술 개발

플라스틱 폐기물을 분해해 벤조산과 청정에너지인 수소로 재활용하는 기술이 개발됐다. 독일 연구팀이 가장 흔한 플라스틱 페기물인 폴리스티렌 폐기물을 효율적으로 재활용하는 전기화학적 방법을 개발했다. 이 기술은 저렴한 철 촉매를 사용하여 폴리스티렌을 분해해 벤조산과 그 부산물로 수소를 생성하며, 태양 에너지를 사용하여 작동할 수 있는 장점이 있다고 사이테크 데일리가 보도했다. 플라스틱은 우리 생활에 필수적인 요소가 되었지만, 매립지와 자연 환경에 축적되는 막대한 양의 플라스틱 폐기물은 심각한 문제를 야기한다. 전 세계적으로 생산되는 플라스틱은 재활용율이 겨우 10% 미만에 불과하다. 2025년에는 플라스틱 폐기물이 400억톤에 이를 것으로 예상된다. 특히 포장재와 건축 자재에 널리 사용되는 폴리스티렌(PS)은 매립지에 버려지는 폐기물의 약 33%를 차지하지만, 재활용율은 1%에 불과하다. 2022년 폴리스티렌의 전 세계 생산량은 1540만톤에 달했다. 그 중에서 재활용된 폴리스티렌은 겨우 15만4000톤에 불과했다. PHYS는 캘리포니아 대학교 버클리와 캘리포니아 대학교 산타바바라의 연구자들이 수행한 '2050년까지 전 세계 플라스틱 폐기물 관리 불량과 온실 가스 배출을 줄이기 위한 경로'라는 연구를 인용해 지금처럼 경제 활동을 게속한다면 세계는 2011년부터 2050년까지 엠파이어 스테이트 빌딩 높이의 10배에 달하는 플라스틱 더미로 맨해튼을 덮을 만큼의 쓰레기를 배출할 것이라고 지적했다. 이러한 문제를 해결하기 위해 독일 괴팅겐의 프리드리히 뵐러(Friedrich Wöhler) 지속가능 화학 연구소의 루츠 아커만 교수가 이끄는 연구팀은 폴리스티렌을 효율적으로 분해하는 전기화학적 방법을 개발했다. 이 방법은 폴리스티렌을 분해하여 화학 공정의 원료로 사용할 수 있는 단량체 벤조일 생성물과 짧은 고분자 사슬을 생성하고 그 부산물로 수소를 만들어냈다. 이 기술의 핵심은 헤모글로빈과 유사한 철 포르피린 복합체인 철 기반 촉매이다. 철은 다른 촉매 활성 금속에 비해 독성이 없고 저렴하며 쉽게 구할 수 있다는 장점이 있다. 전기 촉매 반응 과정에서 철 화합물은 Ⅳ, Ⅲ, Ⅱ의 다른 산화 단계를 순환하며, 일련의 반응 단계와 중간 생성물을 거쳐 폴리스티렌의 탄소-탄소 결합을 분해한다. 주요 생성물은 벤조산과 벤즈알데히드이며, 벤조산은 향료 및 방부제 생산 등 다양한 화학 합성의 원료로 사용된다. 연구팀은 실제 플라스틱 기물을 그램 단위로 효율적으로 분해함으로써 이 새로운 전기 촉매 기술의 견고성을 입증했다. 이번 연구 결과는 독일 저명 학술지 '앙게반테 케미(Angewandte Chemie, 응용화학)'에 개재됐다.
- IT/바이오
2024-11-18
[먹을까? 말까?(78)] 정제된 씨앗 기름, 오메가 3·6의 보고인가? 논란의 진실

최근 미국 대선 이후 씨앗 기름에 대한 논쟁이 재점화되면서, 사실과 허구를 분리하는 것이 중요해졌다. 미국 정치인이자 환경운동가인 로버트 F. 케네디 주니어는 옥수수, 해바라기, 콩, 쌀겨 등에서 추출한 정제유가 당뇨병, 비만, 만성 질환 증가의 원인이라고 주장하며 논란을 일으켰다. 정제유 혹은 '종자유'라고도 알려진 씨앗 기름은 한국뿐만아니라 인도 등 세계 여러나라에서도 널리 사용되고 있다. 인도 맥스병원 심장과학과 발비르 싱 박사는 최근 인디언 익스프레스와의 인터뷰에서 "씨앗 기름은 가장 저렴한 요리 재료 중 하나이며, 그로 인해 기득권의 공격을 받기 쉽다. 중요한 것은 현재까지 이들이 우리에게 해를 끼칠 수 있다는 과학적 증거는 없다는 것이다"라고 말했다. 씨앗 기름이란 무엇인가? '씨앗 기름'은 해바라기씨, 호박씨, 참깨, 아마씨 등 다양한 씨앗에서 추출한 기름이다. 일반적으로 식용유로 사용되며, 참기름처럼 종류에 따라 독특한 향과 맛을 지니고 있다. 대부분 오메가-6 지방산이 많고 오메가-3 지방산이 적다. 이상적인 오메가 6/오메가 3 지방산 비율은 1:1 또는 2:1이다. 오메가-6는 신체에 필요하지만 스스로 생산할 수 없는 다중 불포화 지방산으로, 음식을 통해 섭취해야 한다. 오메가-6는 체내 나쁜 콜레스테롤 수치를 낮추고 혈액 순환을 원활하게 하여 심장병, 뇌졸중 등의 위험을 낮추는 데 기여할 수 있다. 씨앗 기름 논란의 핵심은? 비판론자들은 정제유가 오메가-3 지방산에 비해 오메가-6 지방산 함량이 높아 체내 염증을 증가시킬 수 있다고 주장한다. 오메가-6는 열을 가하면 독소로 빠르게 분해되기 때문이다. 하지만 실제로는 손상을 일으킬 정도의 큰 불균형은 존재하지 않는다. 오메가-6는 자방산 함량이 높아 과다 섭취할 경우 염증을 유발할 수 있다. 그러나 연구 결과 이와 관련된 염증 수준이 해로운 것으로 나타나지는 않았다고 인디언 익스프레스는 전했다. 또한 오메가-6는 버터와 같은 포화 동물성 지방보다 건강에 유익하다. 정제유의 올바른 사용법은? 이상적으로 모든 씨앗 기름은 올리브 오일처럼 냉압착 방식으로 추출해야 한다. 씨앗을 가공하거나 정제하여 고온 조리에 더 잘 견디도록 만들면(높은 발연점), 일부 항산화제와 미량 영양소가 손실된다. 따라서 냉압착 및 비정제 겨자 기름, 해바라기씨 기름, 심지어 올리브 오일보다 포화 지방 함량이 절반 이하인 유채씨(카놀라유) 기름도 심장 건강에 좋은 선택이다. 포장마차나 식당처럼 불포화 기름을 포함해 어떤 기름(올리브 오일 포함)이든 고온에서 반복적으로 가열하는 것은 건강에 좋지 않다. 가정에서 씨앗 기름으로 요리하는 것은 문제가 되지 않는다. 씨앗 기름은 다른 식용유와 마찬가지로 칼로리가 높다. 과다 섭취 시 체중 증가로 이어질 수 있으므로 적정량을 섭취하는 것이 중요하다. 또한 불포화지방산 함량이 높아 산화되기 쉽다. 산화된 기름은 건강에 해로울 수 있으므로, 직사광선을 피하고 서늘한 곳에 보관해야 한다. 씨앗에 알레르기가 있는 경우, 씨앗 기름 섭취 시 알레르기 반응이 나타날 수 있다. 씨앗 알레르기가 있다면 씨앗 기름 섭취를 피하거나 주의해야 한다. 씨앗 기름과 심장 건강과의 관계는? 씨앗 기름이 심장 건강에 결정적인 요인은 아니다. 가공식품이나 포장 식품에 함유된 설탕, 옥수수 시럽, 나트륨 섭취를 줄이는 것이 더 중요하다. 모든 가공식품과 초가공식품을 식단에서 배제시키는 것이 건강에 더 도움이 될 수 있다. 지방/기름 1g은 9kcal를 생성한다. 즉, 기름 한 숟가락(5g)은 45kcal를 생성한다. 따라서 기름을 적게 사용고 볶음, 굽기, 그릴에서 굽기(grilling) 등 조리 방법을 다양하게 바꾸는 것이 좋다. 오메가-6 지방산은 적정량 섭취 시 건강에 도움이 되지만, 과다 섭취할 경우 염증 반응을 일으킬 수 있다. 따라서, 오메가-3 지방산과 오메가-6 지방산의 균형 있는 섭취가 중요하다.
- 생활경제
2024-11-13
[기후의 역습(83)] 기후 변화로 바다 독성 점점 더 강해져

지구 온난화로 바다의 독성이 점점 더 강해지고 있는 것으로 나타났다. 바다는 따뜻해지고 산성화되면서 산소를 잃고 있다. 이는 기후 변화의 잘 알려진 결과물이다. 이러한 변화가 해양 환경의 오염 물질에 영향을 미쳐 바다 독성을 더욱 강화시키고 있다는 연구 결과가 나와 주목된다고 사이테크데일 리가 전했다. 새로운 연구는 바다의 미량 오염 물질과 기후 변화의 상호작용을 조사한 것이다. 그 결과는 네이처의 지구와 환경 저널(Communications Earth & Environment)에 게재됐다. 기후 변화를 이끄는 많은 오염 물질이 바다로 방출되고 있다. 연구를 주도한 지오마르 헬름홀츠 해양연구센터(GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel)의 해양 화학자 레베카 지톤 박사는 "바다의 미량 원소가 기후 변화의 영향을 어떻게 받는가를 이해하고 싶었다. 지금까지 이에 대한 연구는 거의 이뤄지지 않았다. 연구진은 인간이 유발한 원인과 자연적인 원인 두가지를 모두 조사했다"고 설명했다. 납, 수은, 카드뮴과 같은 금속은 산업이나 화석연료 연소와 같은 인간 활동을 통해서만 바다에 유입되는 것이 아니다. 기후 변화로 인해 자연적인 공급원도 변화하고 있다. 해수면 상승, 강 범람 또는 고갈, 해빙과 빙하 용융 등 모든 과정이 오염 물질 흐름을 촉진시키고 있다. 이 연구는 해양 환경 보호의 과학적 측면에 대한 유엔 공동 전문가 그룹(GESAMP)의 실무 그룹 분석 결과를 요약한 것으로, 해양의 금속 오염 물질에 초점을 맞추고 있다. 이 실무 그룹은 모나코 국제원자력기구(IAEA)의 해양 환경 연구실 전 책임자이자 GEOMAR의 해양 광물 자원 교수 실비아 샌더 박사가 시작했다. 알프레드 베게너 연구소, 헬름홀츠 극지 및 해양 연구 센터(AWI)의 크리스토프 뵐커도 참여했다. 샌더 박사는 "실무 그룹은 기후 변화와 온실가스가 해양 오염 물질에 미치는 영향에 초점을 맞췄다"며 북극 해역의 수은 농도 상승을 예로 들었다. 빙하가 녹고 영구 동토층이 해빙되고 해안이 침식하는 등 자연 공급에 의한 수은 방출 때문에 일어난 현상이다. 전통적인 어업에 의존하는 지역 사회에 특히 위협이 되는데, 수은이 먹이 사슬에 축적되어 오염된 생선을 섭취하기 때문이다. 샌더 교수는 "인간 활동으로 인해 납과 같은 독성 금속의 전 세계 유입량은 산업화 이전 수준에 비해 10배, 수은은 3~7배 증가했다"라고 말하며 "은과 같은 독성 원소는 석탄 연소와 항균 제품에서 은 나노입자의 사용이 증가함에 따라 해안 해역에서 점점 더 많이 검출되고 있다"고 우려했다. 또 해양 운송과 플라스틱 사용도 중금속 확산에 기여한다. 플라스틱은 물에서 구리, 아연, 납과 같은 금속과 결합할 수 있다. 결합된 오염 물질은 또한 먹이 사슬로 유입될 수 있다. 미래에는 해양 개발이 증가함에 따라 인간의 중금속 오염이 더욱 증가할 수 있다. 해수 온도 상승, 해양 산성화, 산소 고갈과 같은 기후 변화는 다양한 방식으로 미량 원소에 영향을 미친다. 수온이 높아질수록 수은과 같은 미량 원소의 해양 생물에 의한 생체 이용과 흡수가 증가한다. 이는 높은 온도가 신진대사를 촉진하고, 산소 용해도를 감소시키며, 아가미 환기를 증가시켜 더 많은 금속이 생체에 들어가 체내에 축적되기 때문이다. 바다는 인간이 방출하는 이산화탄소의 대부분을 흡수한다. 이 때문에 더 산성화되어 pH 수준이 떨어진다. 이는 구리, 아연 또는 철과 같은 금속의 용해도와 생체 이용률을 증가시킨다. 이 효과는 특히 구리에서 두드러지는데, 구리는 고농도에서 많은 해양 생물에 강한 독성을 일으킨다. 특히 해안 지역과 해저에서 산소가 고갈되면서 미량 원소의 독성 효과가 커진다. 이는 홍합, 게 및 기타 갑각류와 같이 해저에 서식하는 생물체에 스트레스를 준다. 인간 활동은 두 가지 방식으로 해안 지역의 오염 물질의 양에 영향을 미친다. 직접적으로는 오염 물질을 곧바로 방출하는 것이고, 간접적으로는 인간이 유발한 기후 변화가 자연에 미치는 영향을 통해서다. 연구는 그러나 기후 변화가 해양의 오염 물질에 어떤 영향을 미치는지에 대한 데이터가 여전히 부족하다는 사실도 보여준다. 실무 그룹은 오염 물질에 대한 연구를 확대해야 한다고 강조한다. 또한 더 나은 모델과 규제법을 통해 바다에 영향을 미치는 오염 물질에 대한 통제를 강화해야 한다고 권고한다.
- 포커스온
2024-11-12
[먹을까? 말까?(77)] 피스타치오, 노년기 시력 개선에 효과

견과류 피스타치오를 매일 섭취하면 노년기 시력이 개선 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 매사추세츠주의 터프츠대학교 연구진은 식단에 견과류 2온스(약 57g)를 추가하면 루테인 수치가 높아져서 눈 건강이 상당히 개선될 수 있다고 밝혔다고 데일리 메일이 온라인 판에 게재했다. 연구팀은 40~70세 성인 36명을 대상으로 절반으로 나누어서 12주간 피스타치오 섭취 효과를 분석한 결과, 매일 피스타치오 섭취 그룹에서 눈 건강에 중요한 황반 색소 밀도가 유의미하게 증가한 것을 확인했다. 연구팀은 피스타치오에 풍부한 루테인, 제아잔틴, 비타민 E 등의 항산화제가 망막을 유해한 청색광으로부터 보호하고 세포 손상을 예방하여 시력 개선 효과를 가져온 것으로 분석했다. 황반 색소는 눈의 황반에 존재하는 색소로, 자외선으로부터 눈을 보호하고 시력 유지에 중요한 역할을 한다. 피스타치오는 이 외에도 심혈관 건강에 도움이 되는 불포화지방산, 소화기 건강과 포만감 유지에 도움을 주는 식이섬유, 근육 형성 및 유지에 필요한 단백질, 면역 체계 강화와 뇌 기능에 중요한 비타민 B6, 혈압 조절에 도움이 되는 칼륨 등 다양한 영양소를 함유하고 있다. 연구팀은 "피스타치오는 눈 건강뿐만 아니라 전반적인 건강 증진에도 도움이 될 수 있는 영양 간식"이라며, "하루 한 줌 정도 섭취하는 것이 적당하다"고 권고했다. 다만, 견과류 알레르기가 있는 사람은 섭취를 피해야 하며, 과다 섭취 시 체중 증가 가능성이 있으므로 적정량을 섭취하는 것이 중요하다.
- 생활경제
2024-11-11
[기후의 역습(82)] 지구, 마지막 빙하기 이후 얼음 용융 속도 가속화

마지막 지구 빙하기가 끝날 무렵, 꽁꽁 얼어붙은 지구는 기후 변화의 임계점에 도달하면서 녹아내려 진흙투성이의 슬러시 행성이 되었다. 지구의 마지막 빙하기인 플라이스토세 빙하시대는 약 1만1700년 전에 끝났다. 미국 버지니아 공대에서 주도한 연구 결과는 치솟는 이산화탄소 수치로 얼어붙은 지구가 빠르게 녹는 시기로 접어들었던 '플룸월드 해양(plumeworld ocean)' 시대라고도 알려진 슬러시 행성에 대한 최초의 지구화학적 증거를 제공한다고 PHYS가 전했다. 플룸(Plume)은 빙하가 녹아 바다로 흘러들어가는 담수의 흐름을 의미하며, 이러한 담수가 바다 표면에 거대한 층을 형성하여 염분이 높은 심층수와 뚜렷하게 구분되는 현상이 나타났다. 이는 빙하의 녹은 물이 바다를 떠다니는 상황을 연상하면 쉽게 이해할 수 다. 연구를 이끈 버지니아 공대의 티안 간 연구원은 "연구 결과는 마지막 지구 빙하기의 극한 상황 이후 지구의 기후와 해양 화학이 어떻게 변했는지 이해하는 데 중요한 의미를 갖는다"고 말했다. 그는 지질학자 슈하이 샤오와 함께 연구를 진행했으며, 이 연구는 미국 국립과학원 회보 최신호에 발표됐다. 마지막 지구 빙하기는 약 6억 3500만~6억 5000만 년 전에 일어났는데, 과학자들은 이 시기에 지구 온도가 떨어지고 극지방의 빙하가 반구 주변으로 퍼지기 시작했다고 추정한다. 점점 커가는 빙하는 지구에서 햇빛을 반사해 온도를 급격히 떨어뜨렸다. 샤오는 "극도로 낮은 이산화탄소 농도로 인해 바다의 4분의 1이 얼어붙었다"라고 말했다. 해수면이 얼면서 일련의 반응이 갑자기 멈추었다. 먼저 물 순환이 막혔다. 수분 증발이 없어지고 비나 눈이 거의 내리지 않았다. 물이 없으면 암석이 침식되고 분해되는 화학적 풍화작용이라고 불리는 이산화탄소 소비 과정이 극히 느려진다. 그렇게 되면 이산화탄소가 대기에 축적되어 열을 가두기 시작한다. 샤오는 "이 같은 패턴을 깨기에 충분할 정도로 열이 높아지는 것은 시간문제일 뿐이었다. 열 축적이 끝났을 때는 이미 비극이었을 것"이라고 말했다. 갑자기 열이 쌓이기 시작했고 빙하가 후퇴하기 시작했다. 지구의 기후는 묽고 끈적끈적한(슬러시한) 방향으로 급속히 후퇴했다. 단 1000만 년 만에 지구 평균 기온은 섭씨 영하 45도에서 영상 48도로 치솟았다. 연구진은 그러나 얼음이 녹아 바닷물과 동시에 섞이지는 않았다고 말했다. 연구 결과는 우리가 상상하는 것과는 매우 다른 결과를 보여주었다는 것이다. 즉 거대한 빙하수의 강들이 역쓰나미처럼 육지에서 바다로 흘러 들어가고, 빙하수는 매우 짜고 밀도가 높은 바닷물 위에 고였다. 섞이지 않고 웅덩이가 형성된 것이다. 연구진은 전 지구적 빙하기가 끝나갈 무렵에 형성된 일련의 탄산염 암석을 관찰함으로써 당시 상황을 테스트했다. 탄산염 암석 내 리튬 동위원소 분석을 통해 특정 지구화학적인 특징을 분석한 것이다. 플룸월드 해양 이론에 따르면 담수의 지구화학적 특징은 깊고 짠 바다 아래에서 형성된 암석보다 근해에서 녹은 물 아래에서 형성된 암석에서 더 강하다. 연구진이 관찰하고 분석한 결과와 일치한 것이다. 샤오는 이번 발견이 환경 변화의 한계를 더 잘 보여주었을 뿐만 아니라 연구진에게 덥거나 춥고, 진흙이 많은 극한 조건에서 생명의 회복력에 대한 추가 정보와 추정도 가능할 것이라고 밝혔다. 플룸월드 오션은 비교적 최근에 제시된 개념으로, 아직 많은 부분이 베일에 싸여 있다. 향후 더 많은 연구를 통해 플룸월드의 형성 과정, 지속 기간, 지구 시스템에 미치는 영향 등을 밝혀내는 것이 과제다.
- 포커스온
2024-11-07
일본, 세계 최초 나무 인공위성 발사 성공…우주쓰레기 문제 해결 기대

일본이 세계 최초로 목조 인공위성을 우주로 보냈다고 CNN을 비롯한 외신들이 비중있게 전했다. 발사에 성공한 나무 인공위성은 라틴어로 나무를 뜻하는 단어를 포함한 링고샛(LignoSat)이라는 이름으로, 교토 대학과 스미토모 포레스트리(Sumitomo Forestry)가 공동으로 개발했다. 이 위성은 국제우주정거장(ISS)으로 가는 스페이스X(SpaceX) 임무에 포함되었으며, 곧 지구 위 궤도로 발사될 예정이다. 목재 위성을 발사한 데는 두 가지 주요 이유가 있다고 한다. 첫째, 우주의 혹독한 환경에서 나무의 내구성을 시험하기 위한 것이다. 이번 시험에 성공하면 더 많은 나무 위성을 만들어 우주로 쏘아 올린다는 계획이다. 또 하나는 우주에서의 목재의 유용성이다. 교토 대학 교수이자 우주인인 도이 다카오는 "직접 생산할 수 있는 소재인 목재를 사용하면 우주에서 영구적으로 집을 짓고 살고 일할 수 있게 될 것"이라고 말했다. 이는 나무를 심고 달과 화성에 실제 목조 주택을 짓는 50년 계획의 첫 번째 단계다. 교토 대학의 마라타 고지 산림과학 교수는 "1900년대 초의 비행기는 나무로 만들어졌다. 나무로 만든 위성도 당연히 실현 가능하다"고 말했다. 목재 구조물의 이점은 그 외에도 여럿이다. 목재 소재는 실제로 지구보다 우주에서 더 내구성이 있어야 하는데, 그 이유는 끝없이 공허한 공간에는 물이나 산소가 없기 때문이다. 산소가 없으면 썩을 것이 없으며 불이 붙기도 매우 어렵다. 심지어 방사선으로부터 매우 적절한 보호 기능도 제공한다. 목재는 지구 궤도에 있는 다른 모든 위성과도 관련이 있다. 지구 궤도에는 현재 3000개가 넘는 위성(저궤도 통신위성을 포함하면 훨씬 많아진다)이 돌고 있으며, 그 외 다양한 종류의 우주 잔해물도 같이 엉켜 있다. 앞으로 나무 위성은 지구로 다시 떨어지고 재돌입하면서 타 없어질 것이다. 금속 위성은 (대부분) 귀환하는 동안 타버리지만, 그 과정에서 유해한 산화알루미늄 입자를 생성한다. 현재는 지구를 덮고 있는, 끊임없이 늘어나는 우주 쓰레기에 대한 대책이 전무하기 때문에 목재 위성이 도움이 될 수 있다. 도이 교수는 "미래에는 금속 위성 발사가 금지될 수도 있다"는 시나리오를 예상하고 있다. 어떤 경우든, 달에 통나무집을 짓는 것은 즐거운 이벤트가 될 수 있다는 설명이다.
- IT/바이오
2024-11-07
[신소재 신기술(127)] 일본 연구진, AI 활용해 나트륨 이온 배터리 에너지 밀도 향상

인공지능(AI)을 활용해 나트륨 이온 배터리 에너지 밀도를 향상시키는 기술이 일본에서 개발됐다. 5일(현지시간) 마이닝닷컴에 따르면 일본 도쿄이과대학(TUS) 연구진이 머신러닝을 활용해 고효율 나트륨 이온 배터리를 개발하는 데 성공했다. 머신러닝은 인공지능의 한 분야로 컴퓨터가 명시적으로 프로그래밍되지 않고도, 데이터를 통해 학습하고 경험을 통해 스스로 개선할 수 있도록 하는 기술이다. 코마바 신이치 교수가 이끄는 연구팀은 저렴하고 지속가능한 에너지 저장 솔루션 개발의 핵심 목표인 나트륨 이온 배터리 밀도를 향상시키는 데 집중했다. 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리에 비해 풍부하고 저렴한 재료를 사용한다는 장점이 있지만, 에너지 밀도가 낮아 상용화에 어려움을 겪어왔다. 연구팀은 다양한 금속 조합을 탐색하여 최적의 배터리 성능을 달성하는 나트륨 기반 층산 산화물 설계에 머신러닝 모델을 적용했다. 실험 데이터를 기반으로 학습시킨 결과, 망간, 니켈, 티타늄, 철을 포함한 효과적인 금속 비율을 찾아냈다. 이러한 혁신적인 접근 방식은 기존의 시행착오 방식에 비해 배터리 재료 개발 시간과 비용을 단축할 수 있다. 연구 결과는 재료과학 저널 A(Journal of Materials Chemistry A) 온라인 판에 게재됐다. 차세대 배터리로 주목 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리를 대체할 차세대 배터리로 주목받고 있다. 먼저 나트륨은 지구상에서 여섯 번째로 풍부한 원소로, 리튬에 비해 훨씬 저렴하고 쉽게 구할 수 있다. 리튬은 특정 지역에 매장량이 집중되어 가격 변동성이 크지만, 나트륨은 전세계적으로 고르게 분포되어 있어 안정적인 공급이 가능하다. 이는 배터리 생산 비용을 절감하여 전기자동차(EV), 에너지 저장 시스템 등의 가격 경쟁력을 높이는데 기여할 수 있다. 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리보다 열적으로도 안정적이며, 과충전이나 과방전 시에도 화재나 폭발 위험이 낮다. 특히 저온 환경에서도 성능 저하가 적어 극한 환경이나 추운 지역에서도 안정적으로 사용할 수 있다. 나트륨 이온은 리튬 이온보다 이온 반경이 크기 때문에 전해질 내에서 이동 속도가 빠르다. 이는 배터리 이동 속도를 향상시켜 전기차 충전 시간을 단축하는 데 도움이 될 수 있다. 게다가 나트륨은 리튬보다 독성이 낮고 재활용이 용이해 친환경적인 에너지 저장 솔루션을 제공할 수 있다. 또한 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리와 유사한 생산 공정을 사용할 수 있어 기존 리튬 이온 배터리 생산 시설을 활용할 수 있다. 이는 나트륨 이온 배터리 생산을 위한 초기 투자 비용을 절감하고 빠른 상용화를 가능하게 할 수 있다. 하지만 아직 에너지 밀도와 수명 측면에서 개선의 여지가 남아 있으며, 이러한 과제를 해결하기 위한 연구 개발이 활발히 진행중이다. 코마바 교수는 "배터리 연구에서 머신러닝의 성공적인 적용은 다른 분야의 재료 개발을 위한 탬플릿 역할을 하여 광범위한 재료 과학 분야의 혁신을 가속화할 수 있다"고 말했다. 연구팀은 이 기술이 차세대 배터리 개발을 가속화하여 재생 에너지 발전, 전기 또는 하이브리드 자동차, 노트북, 스마트폰과 같은 소비자 전자 제품을 포함한 에너지 저장 기술 전반에 혁명을 일으킬 수 있을 것으로 기대하고 있다.
- IT/바이오
2024-11-06
9가지 일상 생활 소재, 매년 790억 달러 기후 피해 입혀

미국의 일상적인 9가지 용품의 생산으로 인한 온실가스 배출로 인해 연간 790억 달러의 기후 비용이 발생하고 있다는 지적이 나왔다. 이 연구 보고서는 최근 IOP퍼블리싱의 환경연구저널(Environmental Research Letters)에 게재됐다고 사이테크데일리가 전했다. 온실가스 배출로 인한 이 같은 막대한 비용은 현재 시장 가치에는 반영되지 않고 있으며, 사실상 탄소 집약적 산업에 대한 막대한 보조금 역할을 하고 있다는 지적이다. 연구를 주도한 UC 데이비스 캠퍼스의 엘리자베스 반 로이젠 박사는 "이런 숨겨진 비용은 탄소 저배출 대체 소재가 산업체에서 자발적으로 채택되지 않는 이유가 된다. 정확한 비용을 계산하고 반영하면 대체 소재 생산 방법을 구현하고 혁신을 주도할 수 있는 경제적 기반을 제공할 수 있다"라고 말했다. 팀의 연구는 아스팔트, 플라스틱, 벽돌, 유리, 시멘트, 석회, 석고, 강철, 알루미늄 등 널리 사용되는 9가지 소재를 조사한 것이다. 연구진은 생산 데이터, 에너지 소비, 배출 요인을 분석하여 각 재료에 대한 에너지 및 공정 관련 이산화탄소 배출량을 통합해 계산했다. 분석 결과 이들 9가지 재료는 2018년 한해 동안 4억 2700만 톤의 이산화탄소를 배출했다. 이러한 배출로 인한 기후 비용을 가격에 반영하면 일부 재료의 비용은 큰 폭으로 증가하게 된다. 비용 증가 폭은 ▲시멘트: 62% ▲석회: 61% ▲석고: 47% ▲철강: 22% ▲플라스틱: 19% 등이다. 철강과 플라스틱의 경우 기후 관련 비용이 시장 가치에서 차지하는 비중이 낮음에도 불구하고 생산량이 워낙 많기 때문에 연간 기후 비용이 각각 200억 달러가 넘는다. 연구진은 기후 관련 비용 계산을 위해 미국 환경보호국(EPA)의 사회적 탄소 비용(SCC) 추정치인 이산화탄소 1톤당 184달러 산정액을 기준으로 했다. 이 수치는 인간의 건강, 농업, 해안 인프라에 미치는 영향을 포함하여 탄소 배출량 증가와 관련해 정량화된 경제적 피해를 모두 합한 것이다. 보고서는 이러한 기후 비용을 재료 가격에 반영하면 저탄소 생산 혁신을 촉진하고 재활용 및 대체 재료의 경쟁력을 높일 수 있다고 주장한다. 예를 들어, 알루미늄과 강철 생산이 전적으로 재생 에너지원으로 전환되면 기후 관련 비용이 각각 95%와 79% 감소하게 된다. 그 만큼 가격을 낮출 수 있다는 의미다. 보고서는 연구 결과의 정책적 의미와 조율된 국제적 행동의 필요성을 강조하고 있다. 이러한 재료 가격의 책정은 미국에서만 발생한 조사이므로 다른 국가로부터의 저비용 탄소 배출 소재의 수입을 증가시킬 수 있다. 탄소 배출을 저렴한 외국 수입품으로 전가할 수 있다는 얘기다. 연구진은 청정 에너지원으로 전환해도 제거할 수 없는 공정 관련 배출(예: 시멘트 및 석회의 화학 반응)을 해결하기 위한 정책이 필요하다고 역설한다. 재활용률 개선, 생산자 책임 확대법, 대체 소재는 모두 탄소 배출량을 줄이는 데 중요한 역할을 수행할 수 있다. 연구진은 특히 개발도상국에서 글로벌 소재 수요가 계속 증가함에 따라, 소재 생산 및 사용이 기후에 미치는 영향을 전 세계적이면서 조율된 방식으로 해결하기 위한 정책 솔루션의 연구가 이어져야 할 것이라고 촉구했다.
- 산업
2024-11-05
[먹을까? 말까?(73)] 가을철 보약, 늙은 호박의 풍부한 영양 가치

쌀쌀한 가을바람이 불어오면서, 노랗게 익은 늙은 호박이 시장에 나오고 있다. 예로부터 '가을 보약'으로 불려온 늙은 호박은 맛과 영양을 모두 갖춘 귀한 식재료다. 특히 겨울철 부족하기 쉬운 비타민과 무기질이 풍부하여 건강 관리에 도움이 될 수 있다. 미국 유타주립대학교(USU) 확장 프로그램에 따르면, 호박에는 눈 건강에 필수적인 비타민 A가 풍부하게 함유되어 있다. 비타민 A는 황반변성과 같은 안구 질환 예방에 효과적이며, 어린이의 홍역 예방에도 기여할 수 있다. 미국 국립보건원(NIH)은 비타민 A가 특정 암 발생률 감소와 연관성을 보인다는 연구 결과를 발표했으며, 추가적인 연구를 통해 그 효과를 명확히 규명할 필요가 있다고 밝혔다. 호박에 함유된 카로티노이드 성분 역시 항산화 작용을 통해 암 예방에 도움을 줄 수 있는 것으로 알려져 있다. USU는 또한 호박에 면역 체계 강화에 중요한 역할을 하는 비타민 C가 함유되어 있다고 밝혔다. 비타민 C는 환절기 감기와 독감 예방에 효과적이며, 심혈관 건강 증진에도 도움을 줄 수 있다. △ 베타카로틴 늙은 호박의 노란색을 나타내는 이 성분은 체내에서 비타민 A로 전환되어 시력 보호, 면역력 증진, 피부 건강 유지에 중요한 역할을 수행한다. 늙은 호박은 단호박이나 적색 파프리카보다 베타카로틴 함량이 월등히 높아 겨울철 건강 관리에 유익하다. △ 식이섬유 펙틴이라는 수용성 식이섬유가 풍부하여 장 운동을 활발하게 하고 변비를 예방하며 콜레스테롤 수치를 낮추는 데 기여한다. 또한, 포만감을 높여 과식을 방지하는 효과도 있다. △ 칼륨 칼륨은 체내 나트륨 배출을 도와 혈압 조절에 효과적이다. 미네랄: 칼슘, 철분, 아연 등 다양한 미네랄을 함유하여 뼈 건강 증진, 빈혈 예방, 면역력 강화에 도움을 준다. 또한 늙은 호박은 소화 흡수가 용이한 당분을 함유하고 있어 위장이 약한 사람이나 회복기 환자에게도 좋은 식품이다. 다양한 조리법을 통해 늙은 호박을 맛있게 즐길 수 있다. 호박죽은 늙은 호박을 삶아 으깬 후 찹쌀가루 등을 넣어 끓여 만든 전통 음식이다. 호박전은 늙은 호박을 얇게 썰어 밀가루를 묻혀 부쳐낸 음식이다. 호박떡은 늙은 호박을 삶아 으깬 후 멥쌀가루 등을 넣어 찐 떡으로, 쫄깃한 식감과 달콤한 맛이 일품이다. 이처럼 늙은 호박은 맛과 영양, 그리고 다양한 조리법까지 갖춘 가을철 대표 식재료다.
- 생활경제
2024-10-30
[기후의 역습(79)] 산불로 전 세계 탄소 배출량 2001년 이후 60% 급증

전 세계에서 발생하는 산불이 점점 더 빈번해지고 더 강해지고 있으며, 이로 인한 탄소 배출도 크게 늘고 있다는 보고서가 발표돼 주목된다고 지구 환경을 전하는 어쓰닷컴이 전했다. 이스트앵글리아 대학교(UEA)의 매튜 존스 박사가 이끈 이 연구는 지난 20년 동안 산불 규모가 커졌을 뿐만 아니라 심각성이 심화되고 있다는 점을 강조하고 있다. 이 연구는 사이언스 저널에 실렸다. 연구에 따르면 산불로 인한 이산화탄소(CO2) 배출량은 2001년 이후 전 세계적으로 60% 증가했다. 특히 기후 변화에 매우 민감한 일부 북부 한대림에서는 이 기간 동안 이산화탄소 배출량이 거의 3배 증가했다고 한다. 이 연구는 유사한 환경, 인간 및 기후적 영향으로 인해 유사한 산불 패턴을 보이는 지역을 나타내는 데 사용되는 용어인 ‘파이롬(pyromes)’이라는 개념을 기반으로 하고 있다. 연구의 목표는 최근 산불 활동의 급증을 촉진하는 주요 요인을 찾는 것이었다. 연구 중 한 가지 놀라운 발견은 유라시아와 북아메리카의 한대림 숲을 가로지르는 가장 큰 북쪽 수림대에서 발생한 화재로 인해 탄소 배출량이 2001~2023년 사이에 50% 증가했다는 것이다. 탄소 발생은 이 지역에서 뿐만 아니라 전 세계적으로 열대 외의 수림에서도 발생해 연간 5억 톤의 탄소를 배출했다. 이 연구는 탄소 배출량 증가를 ▲폭염이나 가뭄 등 화재 발생 가능성을 높이는 날씨의 급증 ▲산림의 성장으로 인해 가연성 식물이 풍부해지는 것을 연관시켜 분석하고 있다. 이 두 가지 상황은 모두 북반구 고위도의 급속한 온난화로 인해 증폭된다. 이 추세는 세계 평균보다 두 배나 빠르게 진행되고 있다. 연구진에는 영국, 네덜란드, 미국, 브라질, 스페인의 학자들이 포함되었다. 전문가들은 화석연료 배출과 같은 기후 변화의 주범이 해결되지 않으면 산불이 계속 번질 것이라고 경고하고 있다. 존스 박사는 "전 세계적으로 산불이 급증하면서 규모와 심각성 면에서 탄소 배출량이 급격히 증가했다. 전 세계 산불 지리학에서 놀라운 변화가 나타나고 있는데, 이는 주로 전 세계 북방 산림의 기후 변화 영향이 확대된 데 기인한다"고 설명했다. 당연한 이야기지만, 생태계를 산불 위협으로부터 보호하려면 지구 온난화를 억제해야 하며 순 제로 배출로의 전환이 시급하다는 경고다. 산림은 대기에서 이산화탄소를 흡수하여 지구 온난화 속도를 줄인다. 지구의 탄소 저장에서 중요한 역할을 담당한다. 이로 인해 산림은 국제 기후 목표를 달성하는 데 중요한 역할을 담당한다. 재산림화 및 조림과 같은 계획은 탈탄소화가 어려운 부문에서 인간이 유발한 탄소 배출을 상쇄한다. 그러나 이런 계획은 산불로 인해 위협받고 있다. 열대 외 산림 지역의 화재는 앞서도 지적했듯이 20년 전보다 5억 톤 더 많은 이산화탄소를 배출하고 있다. 장기적인 예상과 영향은 산림의 회복 능력에 달려 있다. 산불로 인한 탄소 배출 증가는 같은 기간 동안 전 세계 열대 사바나에서 목격된 화재의 감소와 극명한 대조를 이룬다. 사바나 초원에서의 화재에 비해 산림에서 일어나는 화재는 더 심각하고 대기 중에 더 많은 양의 유해한 연기를 방출한다. 근처의 지역 사회에 심각한 위협을 가한다. 연구에 따르면 화재는 가장 거대한 탄소 저장소인 숲에서 더 많이 발생하고 있다. 기계학습은 변화하는 세계의 화재 지리를 이해하는 데 핵심 노하우를 제공했다. 기계학습을 통해 전 세계의 산림 생태 지역을 12개로 그룹화해 기후 변화에 따른 영향과 토지 이용과 같은 다른 영향을 분리할 수 있도록 했다. 이는 산림을 산불로부터 효과적으로 보호하기 위한 전략을 수립할 수 있도록 지원한다. 연구진은 보고서에서 "산림 관리, 이해 관계자 참여 및 대중 교육을 위한 전략적 프로그램을 만들고 지원해야 한다“며 "화재가 발생하기 쉬운 날씨에 화재 위험이 높은 곳에서 사전 예방적 접근 방식에 초점을 맞춰야 한다”고 강조했다.
- 포커스온
2024-10-30
LG에너지솔루션, 3분기 영업이익 4483억원…전년 동기 대비 38.7%↓

LG에너지솔루션의 올해 3분기 실적이 전년 동기 대비 40% 가까이 줄었다. LG에너지솔루션이 28일 공시한 잠정 실적 발표에 따르면, 올해 3분기 연결 기준 영업이익은 4483억원으로 지난해 같은 기간보다 38.7% 감소했다. 이는 전기차의 일시적인 수요 정체인 캐즘(Chasm) 등의 영향으로 풀이된다. 하지만 2분기 영업이익(1953억원)과 비교하면 129.5% 증가하며 실적 개선세를 보였다. 매출액은 6조8778억원으로 전년 동기 대비 16.4% 줄었지만, 2분기 대비 11.6% 증가했다. 미국 인플레이션 감축법(IRA)에 따른 첨단 제조 생산 세액공제(AMPC) 금액 4660억원을 제외하면 3분기 영업손실은 177억원이다. 2분기 영업손실(2525억원)과 비교하면 적자 폭이 크게 줄었다. LG에너지솔루션은 "전기차 및 ESS 배터리 출하량 증가, 메탈 가격 하락 안정화 등으로 IRA 세액공제 효과 제외 시에도 전 분기 대비 수익성이 개선됐다"고 설명했다. 3분기 매출 증가는 유럽 완성차 업체 공급 물량 확대, 북미 및 인도네시아 합작법인(JV) 생산 증가, 북미 ESS 매출 확대 등이 긍정적인 영향을 미쳤다. LG에너지솔루션은 전기차 시장 성장 둔화에 대응하기 위해 고객 및 제품 포트폴리오 강화, ESS 등 비전기차 사업 비중 확대에 주력하고 있다. 최근에는 독일 벤츠, 미국 포드 등 글로벌 완성차업체와 약 160GWh 규모의 배터리 공급 계약을 체결했다. 또한, 고전압 미드니켈 조성, 셀투팩(CTP) 적용 리튬인산철(LFP) 제품 등으로 다양한 고객 니즈에 대응하고, 46시리즈 등 신규 폼팩터 양산도 안정적으로 추진할 계획이다. 노인학 소형전지기획관리 담당은 "오창 4680 신규 라인 양산 준비가 마무리에 있고, 4분기 샘플 양산을 시작으로 주요 고객사와 공급 일정을 협의 중"이라며 "다수의 고객사와 다양한 46시리즈 제품 공급에 대해 긴밀히 소통 중이고, 현재 증설 중인 애리조나 공장에서 2026년 이후 공급할 예정"이라고 밝혔다. 이와 더불어 단입자 양극재, 실리콘 음극재 적용 확대, 2028년 건식 전극 공정 적용 등 배터리 가격 및 효율성 측면에서도 경쟁력 강화에 힘쓰고 있다. 4분기 매출은 3분기와 비슷한 수준을 유지할 것으로 예상되지만, 영업이익은 수익성 개선이 어려울 것으로 전망된다. 주요 고객사의 재고 조정, 메탈 가격 하락 등이 부정적인 요인으로 작용할 수 있다. 내년 실적은 미국 대선, 배터리 시장 경쟁 심화 등 예측하기 어려운 변수들이 존재하지만, 유럽의 이산화탄소 배출 규제 강화, 글로벌 완성차 업체들의 보급형 전기차 출시 확대 등 긍정적인 요인도 있다.
- 산업
2024-10-28
[정책] 정부, 외국환거래법 개정 추진⋯코인 악용 탈세 막는다

한국 정부가 가상자산을 이용한 탈세 및 불법 외환거래를 차단하기 위해 국경 간 가상자산 거래에 대한 감시를 강화한다. 최상목 부총리 겸 기획재정부 장관은 24일(현지시간) 미국 워싱턴D.C.에서 열린 G20 재무장관회의 참석 중 국내 기자들과 만나 "가상자산 관련 외국환거래법 개정을 추진 중이며, 내년 하반기 시행을 목표로 하고 있다"고 밝혔다. 최근 테더 등 스테이블 코인 거래가 증가하면서 이를 악용한 탈세 및 '환치기' 사례가 늘어난 것이 이번 조치의 배경이다. 정부는 내년 상반기 중 외국환거래법 개정을 통해 가상자산 및 가상자산 사업자에 대한 정의를 명확히 하고, 가상자산을 외국환, 대외지급수단, 자본거래 등에 포함되지 않는 제3의 유형으로 규정할 계획이다. 코인 악용 탈세 막는다…국경 간 거래 '돋보기' 외국환거래법 개정으로 가상자산이 정의되면, 거래소 등 가상자산 사업자는 국경 간 거래를 처리하기 위해 사전에 등록해야 한다. 또한 매달 국경 간 가상자산 거래 내역을 한국은행에 제출해야 한다. 제출해야 하는 정보는 거래 날짜, 금액, 가상자산 종류, 송금 및 수취인 정보 등이다. 이렇게 수집된 정보는 국세청, 관세청, FIU 등 관련 기관에 공유되어 불법 거래 감시 및 적발, 통계 분석 등에 활용될 예정이다. 현재 국내에는 가상자산 거래소 28곳, 보관·관리업체 12곳 등 총 40곳의 가상자산 사업자가 있으며, 이들이 개정 법률의 적용 대상이 될 것으로 보인다. 일반적인 외환거래는 사전에 거래 목적을 검토하고, 거래 후에는 개별 정보를 한국은행에 제출해야 한다. 하지만 가상자산은 외국환거래법상 정의되지 않아 이러한 관리 체계가 부재했다. 국세청과 관세청은 개별적인 요청이나 압수수색을 통해 가상자산 거래 내역을 확인하는 데 그쳐왔다. 이러한 법적 공백으로 인해 가상자산이 세금 포탈, 밀수, 불법 외환거래 등 범죄에 악용되는 사례가 늘고 있다. 특히, 해외에서 이뤄진 외환거래를 국내 거래처럼 숨기는 불법 외환거래(환치기)가 급증하고 있다. 가상자산 범죄, 전체 80% 차지 관세청에 따르면 2020년부터 올해 7월까지 적발된 외환 범죄 금액 11조 원 중 가상자산 관련 범죄가 9조 원으로, 전체의 80% 이상을 차지한다. 이에 정부는 가상자산 사업자를 대상으로 사전 등록 의무를 부과하고, 국경 간 거래 내역을 한국은행에 정기적으로 보고하도록 하는 방안을 추진한다. 최 부총리는 이번 조치가 "가상자산을 이용한 국경 간 거래를 제도화하는 것은 아니며, 가상자산 사업자의 거래를 모니터링하는 시스템을 구축하는 것"이라고 설명했다. 즉, 가상자산을 정식 대외 지급 수단으로 인정하는 것은 아니라는 의미다. 향후 가상자산 거래 제도화 여부는 금융위원회 주도의 가상자산위원회에서 논의될 예정이다. 이번 조치를 통해 가상자산을 이용한 탈세 및 불법 외환거래가 효과적으로 차단될 것으로 기대된다.
- 경제
2024-10-25
[신소재 신기술(124)] COF 소재, 탄소 포집 능력 극대화⋯소량으로도 효과 탁월

소량의 물질로 대기 중 이산화탄소를 효과적으로 제거하는 새로운 탄소 포집 기술이 미국에서 개발됐다. 이산화탄소를 비롯한 온실가스는 배출은 쉽지만, 이를 다시 포집하는 것은 어려운 과제였다. 대기 중 탄소를 제거하는 기술은 기후 위기의 영향을 줄이는 중요한 방법이지만, 아직 많은 기술이 설계 단계에 있거나 효율성이 낮아 실질적인 효과를 거두기가 어려웠다. 미국 캘리포니아 버클리캠퍼스(UC Berkeley) 연구팀은 대기 중 이산화탄소(CO₂)를 직접 포집하는 과정을 단순화하는 새로운 기술을 개발했다고 홈페이지를 통해 발표했다. 해당 내용은 IFL사이언스에서 다루었다. 현재 이산화탄소를 포집하는 기술은 크게 자연 기반 기술과 인공 기술로 나눌 수 있다. 먼저 자연 기반 기술에는 나무를 심고 관리하는 방법이 있다. 가장 오래되고 검증된 방법이지만 토지 이용에 제약이 있고 효과가 나타나기까지 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다. 또한 토양의 탄소를 제거해 대기 중 이산화탄소 농도를 낮추는 방법과 해조류 등을 통해 해양의 이산화탄소 흡수 능력을 향상시키는 해양 기반 기술이 있다. 인공 기술 중 직접 공기 포집(DAC)은 공기 중 이산화탄소를 직접 포집해 저장하거나 활용하는 기술이다. 이는 토지 사용 면적이 적고, 이산화탄소를 직접 제거해 효과가 빠르다. 그밖에 이산화탄소를 암석이나 광물과 반응시켜 탄산염 형태로 저장하는 기술, 바이오에너지 탄소 포집 및 저장(BECCS) 등이 있다. 나사(NASA) 과학자들에 따르면 인간 활동의 여파로 현재 이산화탄소 수치는 산업혁명 이전보다 50% 더 높다. COF 소재란? UC버클리 연구팀이 이번에 개발한 새로운 탄소 포집 기술인 다공성 소재 '공유 결합 유기 골격(COF)'은 기존 DAC 기술의 한계 중 하나인 물이나 기타 오염 물질에 의한 분해 없이 주변 공기에서 CO₂를 포집한다. 이 기술의 핵심은 '공유 결합 유기 골격-999(COF-999)'라는 소재이다. COF-999는 규칙적인 내부 기공을 가진 단단한 결정 구조로, 이산화탄소와 상호 작용하는 아민(amine, NH₂ 그룹)으로 내부가 장식되어 있다. 아민은 이산화탄소를 흡착한 후 방출하는 사이클을 통해 탄소를 포집하고 저장하는 데 사용될 수 있다. 이 기술은 기존 탄소 포집 기술의 한계를 극복하는 획기적인 발전으로 평가 받는다. 기존 탄소 포집 기술은 이산화탄소 농도가 높은 곳에서 효과적으로 작동했다. 반면, 연구팀이 개발한 새로운 다공성 물질은 공기 중의 이산화탄소가 다공성 물질 사이를 통과하면서 흡착되는 방식으로, 대기 중의 낮은 이산화탄소 농도를 효율적으로 제거할 수 있다. 연구 책임자인 오마르 야기 교수는 "이 물질을 튜브에 넣고 버클리의 바깥 공기를 통과 시켰더니 공기 중 이산화탄소가 완전히 제거되었다"며 "성능 면에서 비교할 대상이 없을 정도로 획기적인 기술"이라고 강조했다. 소량으로도 높은 탄소 포집 효과 연구팀은 250g의 물질로 1년에 20kg의 이산화탄소를 제거할 수 있을 것으로 예상했다. 팀은 이는 다 자란 나무가 1년 동안 공기 중의 이산화탄소를 제거하는 것과 같은 효과를 지닌다며, 기존 탄소 포집 시스템과 함께 사용하여 효율성을 높일 수 있다고 설명했다. 야기 교수는 "COF-999는 화학적 및 열적으로 안정적인 구조를 가지고 있으며, 에너지 소비가 적고 100회 이상 사용해도 성능 저하가 없다"며 "대기 중 탄소 포집에 가장 적합한 물질"이라고 설명했다. 머신러닝 활용으로 기술 개선 기대 연구팀은 머신러닝 기술을 활용해 이 기술을 더욱 발전시킬 계획이다. 이와 더불어 기후 위기를 늦추기 위해서는 배출량 감소 노력과 파리협정 준수가 중요하다고 강조했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 네이처(Nature)에 게재됐다.
- IT/바이오
2024-10-25
[우주의 속삭임(72)] 화성, 얼음 아래 생명체 존재 가능성⋯NASA 연구 결과 발표

화성에 과연 생명체가 존재할 수 있을까? 화성은 태양계에서 지구와 가장 닮은 행성으로, 붉은색 표면과 극지방의 만년설, 과거 물이 흘렀던 흔적 등 다양한 특징을 가지고 있다. 화성은 표면에 산화철이 풍부해 붉게 보인다. 이 때문에 '붉은 행성'이라는 별명을 가지고 있다. 과거에 물이 존재했던 흔적이 발견되면서 생명체가 존재했거나, 존재할 가능성이 제기되고 있다. 미국 항공우주국(나사·NASA)은 최근 홈페이지를 통해 화성 표면의 얼음 아래에 미생물이 서식할 수 있는 환경이 조성될 수 있다는 가능성을 제시했다고 밝혔다. NASA 연구진은 컴퓨터 모델링을 통해 화성의 얼음을 투과하는 햇빛의 양이 얼음 아래 얕은 물웅덩이에서 광합성을 일으키기에 충분하다는 것을 보여주었다. 지구에서도 얼음 내부에 형성된 유사한 물웅덩이에서 조류, 균류, 미세한 시아노박테리아(남조류) 등 광합성을 통해 에너지를 얻는 다양한 생명체가 발견됐다. 이 연구의 주요 저자인 NASA 제트추진연구소의 아디티아 쿨러는 "우주 어딘가에서 생명체를 찾고 있다면, 화성의 얼음층은 가장 근접하기 쉬운 장소 중 하나일 것"이라고 말했다. 화성 먼지 쌓인 얼음층 주목 연구진은 화성의 먼지가 섞인 얼음층에 주목했다. 나사에 따르면 화성에는 얼어붙은 물과 얼어붙은 이산화탄소라는 두 가지 얼음이 존재한다. 쿨러와 그의 동료 연구진은 네이처 커뮤니케이션즈 지구와 환경(Nature cummunications Earth & Environment)에 게재된 논문에서 과거 수백만년 동안 화성의 빙하기에 눈과 먼지가 섞여 표면에 떨어져 형성된 얼음층을 조사했다. 먼지 입자는 깊은 곳까지 햇빛이 도달하는 것을 막을 수 있지만, 표면 근처에서는 햇빛을 흡수해 얼음을 녹이고 얕은 웅덩이를 만들 수 있다. 지구에서도 먼지가 섞인 얼음에서 '크라이오코나이트(Cryconite) 구멍' 이라는 작은 공간이 형성되는 현상이 흔히 관찰된다. 바람에 날린 먼지 입자가 얼음에 쌓이고 햇빛을 흡수하면서 얼음이 녹아 물 웅덩이가 만들어지는 것이다. 어두운 먼지는 주변 얼음보다 더 많은 햇빛을 흡수해 얼음이 따뜻해지고 표면 아래 몇 피트까지 녹을 가능성이 있다. 이러한 물웅덩이는 조류 등 단순한 생명체에게 생존에 필요한 환경을 제공한다. 연구진은 이러한 현상이 화성에서도 일어날 수 있으며, 먼지가 섞인 얼음층 아래 3m 깊이까지 광합성이 가능할 정도의 햇빛이 도달할 수 있다고 분석했다. 또한, 얼음층은 얕은 물웅덩이의 증발을 막고 유해한 방사선으로부터 생명체를 보호하는 역할도 할 수 있다. 연구진은 화성의 북반구와 남반구의 위도 30도에서 60도 사이 지역에서 이러한 얼음층이 존재할 가능성이 높다고 예측했다. 쿨러는 앞으로 실험실에서 화성의 먼지가 섞인 얼음을 재현해 추가 연구를 진행하고, 화성에서 얕은 물웅덩이가 존재할 가능성이 높은 지역을 지도로 만들어 미래의 탐사 목표를 설정할 계획이다.
- IT/바이오
2024-10-21
삼성전자, '탄소 제로' 반도체 공장 만든다…친환경 기술 개발 박차

삼성전자가 지속가능한 반도체 사업을 위해 새로운 친환경 탄소 포집 기술을 도입한다. 황경순 삼성전자 SAIT(옛 삼성종합기술원) 에어사이언스 리서치센터장(부사장)은 18일 부산 벡스코에서 열린 한국화학공학회 추계학술대회에 기조강연자로 나서 반도체의 지속가능성을 위한 센터의 비전을 소개했다. 황 센터장은 "기존 탄소 포집 기술은 공간 효율성이 낮고 인체 유해한 물질도 배출할 가능성이 있어 도심에 위치한 반도체 사업장에 적합하지 않다. 따라서 친환경적이고 소형화된 탄소 포집 기술을 개발하는 것이 목표"라며 새로운 탄소 포집 기술의 중요성을 강조했다. 삼성의 에어사이언스 리서치 센터는 2022년 SAIT 내 미세먼지연구소와 탄소포집활용센터를 결합해 설립됐다. 황 센터장은 탄소중립 분야 권위자로, 미국 텍사스대 교수직을 휴직하고 지난해 6월 부임했다. 그는 "환경적 지속 가능성이 기업의 중요한 과제로 부상하면서, 글로벌 IT 기업들이 2030년 탄소중립을 선언하는 추세"라며 이러한 움직임은 삼성에도 영향을 미치고 있다고 전했다. 삼성은 2022년 새로운 환경 경영 전략을 발표하고 2050년 탄소 중립을 목표로 설정했다. 이를 위해 반도체 업계 최초로 탄소 포집 연구 센터를 설립하고 관련 기술 개발에 적극적으로 나서고 있는 것. 황 센터장은 "배출되는 탄소를 포집하여 활용하고, 2040년까지 오염 물질 배출량을 자연 상태 수준으로 맞추는 목표를 설정했다. 이는 기존 기술의 한계를 극복해야 하는 어려운 과제다. 따라서 저희 센터는 이러한 목표 달성을 위해 새로운 기술 개발에 주력하고 있다"고 밝혔다. 이어 "배출가스 저감을 위해 현재 95%인 RCS(공정가스 통합처리시설)의 불소 함유 가스 제거율을 100%까지 높이고, 질소산화물(NOx) 배출 농도는 20ppm에서 0.03ppm 수준으로 낮추는 것을 목표로 하고 있다"고 설명했다. 또한 공정 중 발생하는 가스를 즉시 플라즈마를 이용해 제거하는 POU 기술 개발과 이를 RCS와 결합하는 연구도 진행하고 있다고 덧붙였다. 아울러 "수소 분야에서는 중국이 주도하는 알칼리 수전해 기술이나 고가의 촉매를 사용하는 PEM 방식 대신, SOEC(고체산화물수전해) 기술 개발에 집중하고 있다. 특히 전극 계면 및 촉매 열화 문제 해결에 주력하고 있다"고 전했다. 그러면서 황 센터장은 "개발 중인 CCU(탄소 포집·활용) 기술을 반도체 사업장뿐 아니라 전 사업장과 협력사까지 확대 적용할 계획이다. 또한, 이 기술을 활용하여 신사업 창출을 지원하고, DS(디바이스솔루션) 사업 경쟁력 강화는 물론 사회 공헌에도 기여할 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다. PEM 방식이란? 수소 분야에서 중국이 사용하고 있는 PEM 방식은 PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell), 즉 양성자 교환막 연료 전지를 말한다. 수소와 산소를 이용하여 전기를 생산하는 연료 전지의 한 종류로, 다른 연료 전지 기술에 비해 높은 에너지 효율과 낮은 작동 온도를 갖는 장점이 있다. 그러나 백금 등 고가의 촉매를 사용해야 하고, 내구성이 낮으며 연료 순도에 민감한 단점이 있다. SOEC 방식이란? 삼성에서 중점을 두고 있는 SOEC는 'Solid Oxide Electrolyzer Cell'의 약자로, 고체산화물 수전해 전지라고 한다. 물을 전기분해하여 수소를 생산하는 기술 중 하나로 고온에서 작동하는 것이 특징이다. 기존의 수전해 기술에 비해 효율이 높고 다양한 에너지원을 활용할 수 있어 차세대 수소 생산 기술로 주목받고 있다. 장점으로는 고온 작동으로 인해 전기 에너지 소비량이 작소, 수소 생산 효율이 높다. 전기 외에도 열에너지를 직접 활용할 수 있어 폐열이나 태양열 등 다양한 에너지원을 사용할 수 있다. 고순도의 수소를 생산할 수 있어 추가적인 정제 과정이 필요하지 않다. 재생에너지를 사용할 경우 이산화탄소 배출 없이 수소를 생산할 수 있다. 단점으로는 고온 작동으로 인해 내구성 확보 및 소재 개발에 어려움이 있다. 또한 고온에 도달하는 시간이 필요해 시동 시간이 느리다. 게다가 고온 작동 환경 구축 및 소재 개발 비용이 높다. SOEC의 활용도는 다양하다. 재생에너지, 원자력 발전소 등과 연계해 대규모 수소를 생산할 수 있다. 또한 산업 공정에서 발생하는 이산화탄소를 포집하여 수소 생산에 활용할 수 있다. 더 나아가 잉여 전력을 이용하여 수소를 생산하고 저장하는 등 다양한 분야에서 활용할 수 있다.
- IT/바이오
2024-10-18

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