산화 – 포커스온경제 통합 검색

전체기사보기
2024-11-25 (월)

검색

도시바, 코발트 대체 신형 리튬이온배터리 개발

도시바가 코발트를 사용하지 않는 새로운 형태의 이차전지를 개발하는 데 성공했다. 일본 매체 이타임스(eetimes)는 도시바가 코발트를 사용하지 않는 5V급 고전위 양극재를 활용한 새로운 리튬이온 이차전지를 개발했다고 최근 보도했다. 코발트는 지각에서 주로 화합물 형태로 존재하며, 철운석에서 소량의 합금 형태로 발견된다. 코발트는 특히 배터리의 양극재 원료로 사용되며, 중국이 이를 가장 많이 생산하는 것으로 알려져 있다. 이러한 상황 속에서 일본의 도시바가 코발트를 사용하지 않는 신형 리튬이온 배터리 개발에 성공한 것은 주목할 만한 사건이다. 도시바는 오는 2028년 이 기술을 상용화해 미래 자동차 애플리케이션으로 확장하는 것을 목표로 하고 있다. 이 리튬이온 이차전지의 시제품은 3V 이상의 출력전압, 5분 만에 80%까지 충전할 수 있는 고속 충전 성능, 60°C의 고온에서 우수한 수명 특성을 보여준다고 회사 측은 밝혔다. 이러한 이차전지 개발 배경은 탄소 중립 달성을 위해 산업 장비와 상용차의 전기화가 시급한 상황이기 때문이다. 승용차와 달리, 버스, 트럭, 중장비와 같은 상용차량은 긴 운행 시간과 열악한 환경에서 사용된다. 기존의 리튬이온 배터리는 충전 시간이 짧다는 단점이 있고, 열악한 환경에서 수명이 단축되어 상용차의 전기화 요건을 만족시키기 어렵다. 또한, 기존의 리튬 이온 배터리는 재료 공급망에서도 문제를 가지고 있다. 코발트와 같은 희귀 금속은 수요 증가, 생산국의 불균형, 채굴 및 정제 과정에서의 환경적 문제로 인해 공급 부족과 비용 변동의 문제에 직면해 왔다. 이로 인해 세계 각국은 양극재의 코발트 사용을 줄이려고 노력하고 있다. 이러한 상황 속에서, 코발트를 사용하지 않는 5V급 고전위 양극재에 대한 관심이 높아지고 있다. 리튬 이온 배터리의 전압은 양극과 음극 사이의 전위차에 의해 결정되므로, 높은 양극 전위는 전압을 증가시키고 전력 성능을 향상시키는 데 기여할 수 있다. 그러나 높은 전극 전위는 실제로 몇 가지 문제를 야기한다. 이는 전해질과 반응하여 가스를 생성하는 것뿐만 아니라, 금속 이온이 양극에서 전해질로 용해되는 현상을 포함한다. 전해질의 내산화성을 개선하려는 시도들이 있었지만, 가스 생성을 억제하고 리튬 이온의 전도성을 유지하는 것 사이의 상충관계로 인해 이러한 문제를 해결하기 어려웠다. 5V급 고전위 음극 전해질 분해 메커니즘 밝혀 도시바는 5V급 고전위 양극이 전해질을 분해하는 메커니즘을 분석했다. 연구에서는 전해액이 음극 입자의 표면에서 분해되어 가스를 발생시키고, 음극에서 용출된 금속 이온이 음극 표면에 작용하여 가스 발생을 증가시키는 것을 발견했다. 이 연구를 바탕으로, 도시바는 양극의 입자 표면을 변형시켜 금속의 용출을 줄이는 기술과 음극 표면에서 용출된 이온을 중화하는 기술을 개발했다. 이 두 가지 기술의 결합을 통해, 기존 전해질을 사용하면서도 5V급 고전위 양극에서 발생하는 가스 문제를 크게 줄일 수 있었다. 니오븀-티타늄 산화물 양극과 결합 도시바는 이 음극을 니오븀-티타늄 산화물 양극과 결합하여 리튬 이온 이차전지를 개발했다. 산화물 음극은 수명이 길고 안전성이 높아 빠르게 충전할 수 있는 특징이 있어, 도시바는 이를 'SCiB'로 상품화했지만, 전위가 높기 때문에 배터리의 전압이 낮다는 단점이 있다. 이번 연구에서는 고전위 5V급 고전위 양극과 조합하여 양극과 음극의 전위차를 증가시켜 배터리 전압을 향상시켰다. 충방전 사이클 테스트에서의 도시바의 성능 시연은 흥미로운 결과를 보였다. 가스 발생 억제 기술이 적용되지 않은 배터리에서는 가스 발생으로 인한 팽창이 관찰되었으나, 가스 발생 억제 기술이 적용된 배터리에서는 팽창이 전혀 관찰되지 않았다. 이러한 결과는 새로운 기술의 효과성을 입증하는 것으로 볼 수 있다. 평균 출력 전압이 3.15V인 이 배터리는 기존 SCiB보다 높은 전압을 제공한다. 또한, 이 배터리는 5분 만에 80%까지 급속 충전이 가능한 성능을 보유하고 있다고 한다. 고온 환경에서의 내구성 또한 뛰어나, 60°C의 환경에서 100회의 충방전 후에도 용량 유지율이 99.2%에 달했다. 도시바 나노소재 및 프론티어 연구소 R&D센터의 선임연구원 하라다 야스히로(原田康弘)는 "5V급 고전위 양극을 가진 기존 전해액을 사용하는 배터리로서는 탁월한 성능"이라며 고온 내구성에 대한 자신감을 드러냈다. 도시바는 이 기술을 2028년 실용화하는 것을 목표로 하고 있으며, 향후 용량을 더욱 늘리기 위해 검증을 실시할 예정이다.
- 산업
2024-01-03
KOTC, 가스탱커 설계·건조계획 제출…현대중공업 수주 유력

쿠웨이트 오일 탱커 컴퍼니(KOTC)는 가스 유조선 3척과 초대형 원유 유조선 1척의 설계 및 건조 계획을 세계적으로 유명한 조선소와 조선 회사에 공식 제안했다고 현지 일간지 알안바(Al-Anba)가 2일(현지시간) 보도했다. 이 매체에 따르면 가스 유조선 3척의 설계도는 한국의 현대중공업, 중국의 상하이 와가오차오 선박 회사, 일본의 미쓰비시 중공업, 일본의 가와사키 중공업 등 주요 기업에 제출됐다. 또한, 초대형 원유운반선의 설계, 건조, 인도 제안은 현대중공업, 상하이 와가오차오 선박회사, 보하이 중공업으로 확대됐다. 이 유조선 프로젝트는 KOTC의 4단계 함대 현대화 계획의 시작점으로, 액화 가스 유조선 3척과 실질적인 원유 유조선 1척, 그리고 석유 제품 유조선 4척을 포함한다. 소식통은 이 4단계 계획은 최근의 국제 조선업계의 경기 침체로 인해 촉발됐다고 전했다. KOTC는 장기적인 전략적 범위와 마케팅 요구사항에 부합하는 최적의 크기와 품질을 갖춘 선박을 유지하기 위해 노력하고 있다. 이러한 노력은 목표 생산량을 달성하기 위해 더욱 맞춤화될 것으로 보인다. KOTC는 쿠웨이트 국영 석유 회사인 쿠웨이트 석유 공사(Kuwait Petroleum Corporation, KPC)의 자회사로, 주로 석유 및 가스 제품의 해상 운송을 담당한다. 1957년 4월 설립된 KOTC는 세계 각지로의 석유 제품 운송을 위해 다양한 종류의 유조선을 운영하고 있다. KOTC의 운영은 세계 해운 기준 및 환경 보호 규정을 엄격히 준수하며, 안전하고 효율적인 선박 운영을 위해 최신 기술과 관리 방법을 채택하고 있다. 이 회사는 지속적으로 선박을 현대화하고 확장하여 국제 시장에서의 경쟁력을 강화하고 있으며, 석유 및 가스 운송 분야에서의 지속 가능한 발전을 추구하고 있다. KOTC는 또한 석유 제품의 저장과 항만 관리 서비스도 제공한다. 한편, HD한국조선해양은 계열사인 HD현대중공업, 현대삼호중공업, 현대미포조선을 합쳐 지난해 총 223억2000만달러를 수주해 목표치였던 157억4000만달러를 41.9% 초과 달성했다. HD한국조선해양은 지난해 초 유럽 선사와 국내 HMM으로부터 메탄올 추진 컨테이너선 12척과 7척을 각각 수주한 것을 시작으로 지난 7월에는 세계 최대 규모 액화이산화탄소운반선 2척을, 9월에는 초대형 암모니아 운반선(VLAC) 등을 계약하는 성과를 나타냈다.
- 산업
2024-01-03
미국 과학자, 남극서 150만년 전 얼음 탐사

미국 과학자들이 남극에서 약 150만년 전에 형성된 얼음을 탐사하고 있다. 이들은 과거의 기후와 생태계 비밀을 탐구하며, 특히 대기 중 온실가스 농도가 높았던 시기를 연구하는 것을 목표로 하고 있다. 미국 방송매체 CBS뉴스는 미국 과학자들은 기후변화 이해에 도움이 될 수 있는 가장 오래된 얼음 샘플을 찾고 있다고 보도했다. 남극 대륙은 지구에서 가장 건조하고 추운 곳으로, 강한 바람이 불기로 유명하다. 한국, 미국, 유럽, 호주 등 여러 나라의 과학자들이 남극에 연구기지를 설립하고 이곳의 신비를 탐구하고 있다. 이번 남극 탐험은 미국 대학과 과학 기관이 연방 자금을 지원받는 협력 단체인 콜덱스(COLDEX)의 일환으로 진행되고 있다. 콜덱스 팀들은 남극 근처에서 7주 동안 화장실 없이 샤워도 하지 못하고 얼음 위에서 캠핑하며 연구를 수행한다. 연구팀이 남극에서 수집한 얼음 샘플을 통해 미국 과학자들은 수십만 년 전의 기후 상태에 대한 중요한 정보를 얻을 수 있을 것으로 기대된다. 콜덱스의 에드 브룩(Ed Brook) 이사는 "얼음 연구는 인간이 지구 환경에 어떠한 영향을 미치고 있는지를 명확하게 보여주는 중요한 역할을 한다"고 말했다. 이러한 연구를 통해 과거 기후 변화의 패턴을 이해함으로써 현재와 미래의 기후 변화에 대한 이해를 높일 수 있다. 얼음 트랩 온실가스의 기포 확인 눈이 내리면서 남극의 얼음 속에 작은 기포들이 갇히게 되는데, 이 지역의 추운 날씨로 인해 눈이 녹지 않고 얼음으로 변환되어 층을 이룬다. 이 얼음 속에 갇힌 기포들은 과거 온실가스의 수준을 담고 있어, 과학자들은 이를 분석하여 과거의 기후 변화를 재구성할 수 있다. 콜덱스의 현장 연구 책임자 피터 네프(Peter Neff)는 "빙하 코어에서 얻은 정보가 지구 기후의 작동 원리를 이해하는데 매우 중요하다"고 강조했다. 현재까지 발견된 가장 오래된 빙하 코어는 약 80만 년 전의 것으로, 이를 분석함으로써 과학자들은 기후 변화의 주요 원인인 이산화탄소 수준의 변화를 확인할 수 있었다. 특히 산업 혁명 이후 이산화탄소 수준이 급격히 증가하여 지구 온난화를 가속화시키고 있음을 알 수 있다. 빙하서 온실가스 수준 높았던 시기 탐사 콜덱스의 주요 목표는 현재의 80만년 전으로 거슬러 올라가는 빙하 코어 기록을 150만년 전으로 확장하여, 과거에 대기 중 온실가스 수준이 더 높았던, 지구가 지금보다 더 따뜻했던 시기를 연구하는 것이다. 브룩 이사는 "과거를 연구한다고 해서 현재의 상황과 똑같은 결과를 얻을 것이라고 주장하는 것은 아니다"라며, "우리가 찾고 있는 것은 지구의 기후 시스템이 따뜻한 날씨에서 어떻게 작동하는지에 대한 다양한 가능성들이다"라고 설명했다. 콜덱스 팀은 150만년 동안 잘 보존된 얼음층이 형성될 가능성이 높은 남극 대륙의 특정 지점을 식별하는 데 수년이 걸릴 수 있다. 일단 얼음층이 확인되면, 연구팀은 드릴을 사용하여 얼음 코어를 추출할 계획이다. 얼음 샘플은 녹지 않도록 온도 조절이 가능한 포장재에 담겨 미국 콜로라도의 국립 과학 재단 아이스 코어 시설로 운송될 예정이다. 만약 콜덱스의 임무가 성공한다면, 발견된 얼음 샘플은 콜덱스 현장 연구원인 사라 샤클레톤(Sarah Shackleton)이 근무하는 프린스턴 대학을 비롯한 여러 대학 연구실로 전송될 예정이다. 또한, 가장 오래된 얼음 탐사 임무는 미국 과학자들만의 도전이 아니다. 다른 여러 국가의 팀들도 남극 대륙에서 같은 목표를 가지고 자체적인 탐사 임무를 수행하고 있다. 유럽과 호주의 연구 팀들은 남극 대륙의 다양한 지역에서 시추 작업을 진행 중이다. 이들 중 먼저 얼음 샘플을 발견하는 팀은 국제적인 주목을 받을 것으로 예상된다.
- 생활경제
2024-01-02
유니트리 사족보행 로봇 'B2', 성능 업그레이드로 작업 효율 2배 향상

중국 로봇 제조업체 유니트리 로보틱스(Unitree Robotics)가 최신 사족보행 산업용 로봇인 B2 성능을 업그레이드했다. 보스턴 다이내믹스(Boston Dynamics)가 '로봇 개' 형태의 사족보행 로봇 분야에서 선구자 역할을 한 것에 이어, 중국의 유니트리 로보틱스가 이 분야에서 빠르게 발전하고 있다. 미국의 과학 기술 전문 매체 뉴 아틀라스(New Atlas)는 유니트리의 최신 산업용 로봇인 B2는 이전 모델인 B1에 비해 성능이 대폭 향상되었다고 최근 보도했다. B2는 B1 대비 성능 개선을 통해 산업 자동화, 검사, 응급 구조, 보안 순찰 등 다양한 분야에서의 활용이 기대된다. 특히, B2는 최대 속도가 초당 6미터(19.7피트)로 B1보다 2배 이상 빠르다 또한 1.6미터(5.2피트)까지 점프할 수 있고, 최대 40센티미터(15.7인치) 높이의 장애물을 넘을 수 있다. 유니트리의 B2 로봇은 내구성 면에서도 개선이 이루어졌다. 이전 모델 B1은 걸을 때 최대 20kg(44파운드)의 무게를 지탱할 수 있었지만, B2는 최대 40kg(88파운드)까지 지탱 가능하다. 정지 상태에서는 최대 120kg(265파운드)의 하중을 견딜 수 있다. B2의 배터리 수명도 눈에 띄게 향상됐다. B1 모델은 페이로드가 없을 때 약 2시간 동안 걸을 수 있었지만, B2는 한 번의 충전으로 교체 가능한 45Ah/2250Wh 리튬 배터리를 사용해 부하가 없을 경우 최대 5시간 동안 걸을 수 있다. 또한, 20kg의 짐을 지닐 경우에도 약 4시간 이상 걸을 수 있다고 알려져 있다. 마지막으로, B2의 다리 관절 액츄에이터(leg joint actuator·레그 조인트 액추에이터)는 B1 모델에 비해 170% 증가된 토크[360 뉴턴미트(Nm)/266파운드 피트(lb ft)]를 제공한다. 이는 B2가 B1에 비해 다리로 1.7배 더 강한 힘을 전달할 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, B1이 100kg의 무게를 들 수 있다면, B2는 170kg을 들어 올릴 수 있다. 유니트리는 이러한 성능 향상이 로봇의 산업 운영에 있어 더 큰 유연성과 안정성을 제공한다고 밝혔다. 유니트리는 자사의 B2 모델을 "시장에서 가장 빠르고, 강력하며, 유연한 산업용 사족보행 로봇"이라고 자부한다. 현재 B2는 중국 내 여러 기업에서 이미 활용되고 있으며, 향후 글로벌 시장으로의 판매 확대도 계획 중이다. 2016년에 설립되어 중국 항저우에 본사를 둔 유니트리 로보틱스는 고성능 4족 보행 로봇과 휴머노이드 로봇, 6축 매니퓰레이터 등 다양한 로봇을 개발, 생산, 판매하는 주목할 만한 기업이다. 이 회사는 소비자용 및 산업용 로봇의 R&D, 생산, 판매에 주력하고 있다. 유니트리 로보틱스는 모터, 감속기, 컨트롤러, 라이다(LIDAR), 고성능 인식 및 모션 제어 알고리즘과 같은 주요 로봇 부품에 대한 독자적인 연구 개발로 글로벌 시장에서 입지를 굳혔으며, 그 기술력을 인정받고 있다. 한편, 보스턴 다이내믹스는 1992년 미국에서 시작된 스타트업 기업이다. MIT의 분사 회사(Spin Off Company) 형태로 창립된 후 2013년 구글에서 인수했다. 2015년 2월 상업용 로봇 '스팟' 첫 시제품을 공개했다. 스팟은 4족 보행 로봇으로 아파트 현장과 공연장 신축현장 등에서 가설공사 현황 데이터 수집을 위해 활용되고 있다. 2016년 2월 차세대 직립 2족 로봇 아틀라스를 공개했다. 아틀라스는 걷기, 물건 들기, 일어서기 등이 가능한 완전 자율 직립 2족 보행 인간형 로봇 휴머노이드이다. 일본의 소프트뱅크가 2017년 6월 인수했다. 이후 로봇의 양산화 문제로 2020년 12월 현대자동차그룹이 9억 2100만 달러의 금액으로 인수했다. 현대가 80%의 지분을 갖고 있다. 보스턴 다이내믹스는 2021년 9월 '공장 안전 서비스 로봇(Factory Safety Service Robot)'을 공개했다. 이 로봇은 기존 4족 보행 로봇 스팟에 AI 프로세싱 서비스 유닛(AI Processing Service Unit)을 탑재했으며, 인공지능(AI) 기반 내비게이션, 출입구 컨트롤과 개폐여부 인식, 고온 위험 감지 등의 기능을 보유하고 있다.
- 산업
2024-01-02
한국 조선업계, 2023년 수주 3년 연속 중국에 밀려 2위

올해 한국의 조선업계가 전년 대비 수주량 감소를 경험하며, 3년 연속으로 중국에 세계 조선 시장 1위 자리를 양보한 것으로 드러났다. 그러나, 액화천연가스(LNG) 운반선과 같은 고부가가치 선박의 수주 비율을 높이고, 암모니아 운반선 등 다양한 선종의 수주로 범위를 확장한 점은 업계에서 긍정적인 평가를 받고 있다. 영국의 해운시장 분석 전문 기관 클락슨 리서치의 31일 보고서에 따르면, 올해 전 세계 선박 발주량은 총 4149만 CGT(표준선 환산톤수)로, 전년 대비 18.7% 감소했다고 밝혔다. 한국은 전년 대비 37.6% 감소한 1천1만 CGT(24%)의 수주량을 기록, 중국(2446만 CGT·59%)에 이어 세계 조선 시장에서 2위를 차지했다. 2020년까지 3년 연속 세계 조선 수주 1위를 차지했던 한국은, 2021년부터 국내 시장에서의 강력한 지지를 받는 중국에 수주량에서 밀리기 시작했다. 또한, 약 4년치의 수주 잔고가 쌓여 건조 공간이 포화 상태에 이르렀기 때문에, 한국 조선업계는 더욱 선별적인 수주 전략을 택할 수밖에 없었으며, 이는 수주량 감소에 영향을 미쳤다. '조선 빅3' 실적도 악화 전체적인 수주량 감소는 국내 조선 '빅3'의 올해 실적에도 부정적인 영향을 미쳤다. 올해 수주 목표를 달성한 곳은 HD한국조선해양이 유일하다. HD한국조선해양은 HD현대중공업, 현대삼호중공업, 현대미포조선을 합쳐 올해 총 223억 2000만 달러의 수주를 달성하여, 목표로 한 157억 4000만 달러를 41.9% 초과 달성하는 성과를 보였다. 삼성중공업은 올해 연간 목표 95억 달러의 72%, 즉 68억 달러 수주에 그치며 목표치를 달성하지 못했다. 한화오션 역시 40억 달러를 수주해 목표액 69억 8000만 달러의 57.3%에 머무는 성과를 보였다. 지난해에는 HD한국조선해양, 삼성중공업, 한화오션 모두 목표 수주액을 초과 달성한 바 있다. 그러나 수주 실적을 세부적으로 분석해보면, 수주 품질의 큰 개선이 있다는 것이 조선업계의 일반적인 의견이다. 선가가 높은 LNG 운반선과 같은 고부가가치 선박의 높은 수주 비율을 유지하고, 암모니아 운반선 등 친환경 선박으로 수주 범위를 다양화한 점은 긍정적인 평가를 받고 있다. 올해 전 세계적으로 발주된 LNG 운반선의 총량은 554만 CGT에 달했으며, 한국과 중국은 이 중 각각 441만 CGT와 113만 CGT를 수주해 각각 80%와 20%의 시장 점유율을 기록했다. LNG 운반선 부문에서 한국은 전통적으로 전체 발주량의 80% 이상을 차지해왔다. 지난해 중국이 수주 점유율을 30%까지 끌어올리며 경쟁력을 보였지만, 올해에는 다시 한국과의 격차가 확대됐다. 친환경 선박으로 수주 확장 더불어, 한국 조선업체들은 메탄올 추진 컨테이너선, 액화 이산화탄소 운반선, 암모니아 운반선, 암모니아 추진 액화석유가스(LPG) 운반선 등 다양한 친환경 선박으로 수주 범위를 확장했다. HD한국조선해양은 올해 초 유럽 선사와 국내 HMM으로부터 메탄올 추진 컨테이너선 12척과 7척을 수주한 것을 시작으로, 7월에는 세계 최대 규모의 액화 이산화탄소 운반선 2척을, 9월에는 초대형 암모니아 운반선(VLAC) 등을 계약하는 성과를 보였다. 삼성중공업은 올해 친환경 선박 위주로 수주를 진행하여, 메탄올 추진 컨테이너선 16척, LNG 운반선 7척, 암모니아 운반선 2척을 성공적으로 확보했다. 한화오션, 방산분야 입지 강화 한편, 한화오션은 지난달 초대형 암모니아 운반선(VLAC) 4척의 수주에 이어, 이번 달에는 3600톤급 잠수함 '장보고 Ⅲ 배치(Batch) Ⅱ' 3번함의 건조 계약을 체결하며 방산 분야에서의 입지를 강화했다. 조선업계는 한화오션(구 대우조선해양)이 방산에 특화한 한화그룹에 인수된 후 잇달아 잠수함 등 군함 분야에서 수주실적을 올리는 것도 긍정적으로 평가하고 있다. 업계에서는 한화오션(구 대우조선해양)이 방산 분야, 특히 잠수함과 군함 분야에서 연속적인 수주 성과를 올리고 있는 점을 긍정적으로 평가하고 있다. 업계 관계자는 "한국이 중국에 비해 양적인 수주량에서는 뒤쳐지고 있으나, LNG 운반선을 중심으로 한 선별적인 수주 전략으로 수익성이 개선될 것으로 기대된다"고 말했다.
- 산업
2023-12-31
루테늄 나노 입자로 녹색 수소 생산 비용 절감

최근 전 세계적으로 탄소 중립을 위한 노력이 활발해지면서, 녹색 수소의 중요성이 더욱 커지고 있다. 녹색 수소는 태양광, 풍력 등 재생 가능 에너지를 이용해 물을 전기분해하여 생산한 수소로, 생산 과정에서 이산화탄소를 배출하지 않는 친환경 에너지원이다. 그러나 기존의 녹색 수소 생산 기술은 백금이나 이리듐과 같은 귀금속을 촉매로 사용하기 때문에 생산 비용이 높아, 대규모 생산과 활용에 어려움이 있었다. 이에 따라, 저렴한 촉매를 사용하여 녹색 수소 생산 비용을 낮추기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 최근 에너지 전문매체 오일프라이스(OILPRICE)에 따르면 이탈리아의 이노바티브 테크놀로지 연구소(Istituto Italiano di Tecnologia, IIT)와 스핀오프 기업 비디멘션즈(BeDimensions)는 작은 루테늄 입자와 태양열 전해조를 이용한 녹색 수소 생산 기술을 개발했다고 발표했다. 기존의 녹색 수소 생산 방법은 백금이나 이리듐과 같은 귀금속을 촉매로 사용하기 때문에 생산 비용이 높다는 단점이 있다. 반면, 이번에 개발된 기술은 루테늄만을 사용하기 때문에 생산 비용이 크게 낮아질 것으로 기대된다. IIT와 비디멘션즈의 연구진은 루테늄 나노 입자를 전해조 음극의 활성상으로 사용해 전체 전해조의 효율성을 향상시켰다. 루테늄 나노 입자는 백금과 유사한 촉매 작용을 하지만 가격은 백금의 약 3분의 1로 저렴하다. 따라서 킬로와트당 40mg의 루테늄만을 사용하면 기존의 양이온 교환막(Proton Exchange Membrane,PEM) 전해조에 비해 생산 비용을 약 75% 절감할 것으로 예상된다. 녹색 수소 생산이 중요한 이유 녹색 수소는 태양광, 풍력 등 재생 가능 에너지를 이용해 물을 전기분해하여 생산한 수소를 말한다. 화석 연료를 이용해 생산한 수소(회색 수소, 파란 수소)와 달리 생산 과정에서 이산화탄소를 배출하지 않는다. 녹색 수소는 탄소 중립 사회로의 전환을 위한 핵심 에너지원으로 주목받고 있다. 수소는 연료전지, 연료 저장, 화학 공정 등 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 이번에 개발된 기술은 녹색 수소 생산 비용을 낮추는 데 기여할 것으로 기대된다. 이는 녹색 수소의 대규모 생산과 활용을 앞당기는 데 도움이 될 것으로 보인다. 에너지 단위당 수소 생산량은? IIT와 비디멘션즈의 연구진은 이번 기술이 기존의 양이온 교환막 전해조에 비해 에너지 단위당 수소 생산량이 높다고 밝혔지만, 구체적인 수치는 언급하지 않았다. 에너지 단위당 수소 생산량은 녹색 수소 생산 비용의 중요한 요소 중 하나다. 따라서 이 기술이 상용화될 경우 에너지 단위당 수소 생산량이 얼마나 되는지 확인하는 것이 중요하다. 루테늄 공급량은 충분할까? 루테늄은 백금 추출의 부산물로 얻어지기 때문에 연간 생산량이 백금의 7분의 1 수준이다. 따라서 이번에 개발된 기술이 상용화될 경우 루테늄의 수요가 증가할 것으로 예상된다. 루테늄의 수요 증가에 따라 가격이 상승할 가능성도 있다. 따라서 루테늄의 공급과 수요를 고려해 기술의 경제성을 평가하는 것이 필요하다. 한국, 루테늄 개발 사업 추진 한국도 루테늄 개발을 위해 노력하고 있다. 과학기술정보통신부 산하 한국과학기술연구원(KIST)은 2021년부터 루테늄의 효율적인 추출 및 정제 기술 개발을 추진하고 있다. 이 기술이 개발되면 루테늄의 생산량과 품질을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 한국수소산업진흥협회는 루테늄의 국내 자급률을 높이기 위한 연구개발(R&D) 사업을 추진하고 있다. 이 사업을 통해 루테늄의 국내 생산 기술을 개발하고, 루테늄의 수요를 창출하기 위한 노력을 기울이고 있다. 이러한 기술 개발을 통해 우리나라도 녹색 수소 생산 비용을 낮추고, 루테늄의 국산화를 추진할 수 있을 것으로 기대된다. 이번에 개발된 기술은 녹색 수소 생산 비용을 크게 낮추는 데 기여할 것으로 기대된다. 이는 녹색 수소의 대규모 생산과 활용을 앞당기는 데 도움이 될 것으로 보인다. 그러나 에너지 단위당 수소 생산량과 루테늄 공급 문제 등은 추가적인 연구와 개발이 필요하다.
- 산업
2023-12-27
나사, 지구 표면 광물 분포 지도 최초 공개…지하자원 개발·환경오염 예측에 활용

미국 항공우주국(NASA)이 최근 지구 표면 광물 분포 지도를 처음으로 공개했다. 이 지도는 지하자원 개발과 환경 오염 예측 등에 활용될 것으로 전망된다. 나사의 EMIT(Earth Surface Mineral Dust Source Investigation, 지표면 광물 분진 출처 조사) 임무는 2023년 11월 종료된 연도의 데이터를 활용하여 지구의 건조한 지역에 존재하는 적철광, 괴철광, 카올리나이트와 같은 광물들에 대한 최초의 세계 지도를 제작했다. EMIT는 나사가 진행하는 미션으로, 지표에서 대기를 향해 상승하는 미네랄 분진의 근원을 조사하는 것을 목표로 한다. 이 미션은 2022년 4월, 국제 우주 정거장(ISS)에 장착된 EMIT(Earth Surface Mineral Dust Source Investigation) 분광기의 운영을 시작으로 본격적으로 진행되고 있다. EMIT은 나사의 제트추진연구소에서 개발한 이미징 분광계를 사용하며, 이 임무를 통해 지구 표면의 광물 구성에 대한 더 자세한 정보를 제공한다. 이 미션은 먼지가 공중에 떠 있는 때에 기후에 미치는 영향을 평가하기 위해 3가지 광물과 추가로 7가지 다른 광물에 대한 수십억 개의 측정값을 수집했다. 약 250마일(410km) 상공에서 지구 표면을 측량하는 EMIT은 지구의 지질학자나 항공기로는 측정하기 어려운 광범위한 지역을 스캔하면서 동시에 동등한 수준의 세부 정보를 효과적으로 수집한다. 현재까지, 이 임무는 지구 중심에서 약 6900마일(11,000km) 너비의 벨트 내 건조 지역을 포함한 연구 영역에서 55,000개 이상의 "장면" [50 x 50마일(80 x 80km) 표면 이미지]를 촬영했다. 이 임무는 또한 17개월 동안 궤도에서 매립지, 석유 시설, 그리고 기타 기반 시설에서 배출되는 메탄과 이산화탄소 기둥을 감지하는 등 다양한 추가 기능을 입증했다. 과학자들은 이 지도를 통해 기후 변화 및 다른 환경적 요인에서 미세 입자의 역할을 모델링하고 연구할 수 있게 됐다. EMIT 과학팀의 일원인 애리조나주 투산에 위치한 행성 과학 연구소의 로저 클라크(Roger Clark) 선임 과학자는 "표면의 화학적 특성을 이해하기 위해서는 이미징 분광학을 활용할 수 있다. 이미징 분광학은 빛의 반사와 흡수를 측정하여 표면의 구성을 파악하는 기술이다"라고 설명했다. 클라크 박사는 이어 "EMIT는 이미징 분광학을 통해 지구 표면의 광물 분포를 조사하는 임무다. EMIT의 데이터는 지구의 기후 변화와 생태계에 미치는 먼지의 영향을 보다 정확하게 이해하는 데 도움이 될 것이다"라고 덧붙였다. 기후 변화 연구 활용 먼지는 대기 중에서 태양 에너지를 흡수하거나 반사하여 지구의 기후에 영향을 미친다. 더 어둡고 산화철이 풍부한 먼지는 태양 에너지를 흡수하여 지구를 따뜻하게 만들 수 있다. 반면 철을 기반으로 하지 않는 더 밝은 먼지는 빛과 열을 반사하여 지구를 냉각시킨다. EMIT의 지도는 지구 표면에서 발생하는 먼지의 종류와 양을 보다 정확하게 파악할 수 있게 해줌으로써, 먼지가 기후에 미치는 영향을 보다 정확하게 예측하는 데 도움이 될 것으로 기대된다. 먼지가 생태계에 미치는 영향 먼지는 바다와 육지에 떨어져 생태계에 영향을 미친다. 바다에 떨어진 먼지는 식물성 플랑크톤의 번식을 촉진하여 수중 생태계를 풍요롭게 만든다. 또한, 육지에 떨어진 먼지는 토양을 비옥하게 하여 식물의 성장을 돕는다. EMIT의 지도는 먼지가 생태계에 미치는 영향을 더 정확하게 이해하는 데 도움을 줄 것으로 기대된다. 예를 들어, 먼지가 바다에 미치는 영향을 연구하기 위해 먼지 발생 지역과 바다 사이의 먼지 수송 경로를 추적할 수 있다. 또한, 먼지가 식물 성장에 미치는 영향을 연구하기 위해 먼지 발생 지역과 식물 성장 지역 사이의 먼지 확산 경로를 추적할 수 있다. 아울러 EMIT의 데이터는 광물 먼지 외에도 다양한 다른 연구 분야에 활용될 수 있다. 예를 들어, 희토류 원소와 리튬 함유 광물을 탐색하는 데 사용할 수 있다. 또한, 지구 표면의 식물 종류, 눈과 얼음의 분포, 인간 활동의 흔적 등을 연구하는 데 활용할 수 있다. EMIT의 연구팀은 "EMIT 데이터는 우리의 지구에 대한 이해를 크게 향상시킬 잠재력을 지니고 있음을 인식하고 있다"라고 강조했다.
- IT/바이오
2023-12-22
남극대륙 빙하 녹으면 지구는 어떻게 변할까?

지구상에서 가장 큰 두 개의 빙상인 남극 대륙과 그린란드의 빙상 크기는 약 6백만 제곱마일에 달한다. 그런데 이들 빙하가 다 사라진다면 지구는 과연 어떤 모습일까? 참고로 600만 제곱마일은 한국 면적의 약 155배, 미국 면적의 약 1.63배에 해당한다. 미국 경제매체 비즈니스 인사이더(Business Insider)는 지구상의 모든 육지의 빙하가 모두 녹을 경우, 해안선이 어떻게 변할지 상세히 묘사했다. 이 매체는 지구의 육지 얼음이 모두 녹아 바다로 들어가면 해수면이 약 65.8m(216피트) 상승할 것이라는 내셔널 지오그래픽의 추정을 바탕으로 해안선 변화 영상을 제작했다. 이 시나리오에 따르면, 많은 유럽 도시들, 예를 들어 브뤼셀과 베니스는 실질적으로 물에 잠길 것으로 예상된다. 아프리카와 중동에서는 다카르, 아크라, 제다와 같은 주요 도시들이 사라질 위험에 처한다. 아시아에서는 인도의 뭄바이, 중국의 베이징, 일본의 도쿄와 같은 대도시들에서 수백만 명의 사람들이 내륙으로 이주해야 할 정도로 심각한 변화가 일어날 것으로 보인다. 남미에서도 리우데자네이루와 부에노스아이레스와 같은 주요 도시들이 물에 잠길 가능성이 있다. 미국에서는 플로리다 주 전체와 휴스턴, 샌프란시스코, 뉴욕 등의 도시들이 점차 바다에 잠기는 모습을 목격하게 될 것으로 예측된다. 이러한 변화는 해수면 상승의 심각한 결과를 시각적으로 보여주며, 기후 변화의 중대한 영향을 강조한다. 해수면 상승은 지역 사회에 심각한 영향을 미칠 수 있으며, 이러한 영향을 자세히 살펴볼 수 있는 지도가 존재한다. 이 지도를 보면 해수면 상승의 결과를 긍정적으로 상상하기 어려울 정도로 충격적인 변화가 예상된다. 특히, 이러한 현상이 우리 모두에게 충분히 발생할 수 있는 실질적인 결과로 여겨지기 때문에 더욱 경각심을 일으킨다. 미국에서 인구가 가장 많은 지역 대부분은 해수면 상승의 영향을 심각하게 받을 것으로 예상된다. 알렉스 팅글(Alex Tingle)이 나사의 데이터를 바탕으로 제작한 지도를 통해 볼 때, 서부해안의 샌프란시스코, 동부해안의 필라델피아, 걸프 해안의 버번 스트리트 등 많은 지역이 위험에 처해있다는 것을 알 수 있다. 이 주제를 다루는 것은 재미를 위한 것이 아니라, 기후 변화로 인해 해수면 상승과 같은 현상이 실제로 발생할 가능성이 있다는 점에서 우리에게 중요한 경고를 주고 있다. 지속적인 화석 연료 사용과 탄소 배출로 인해 지구는 점점 더워지고 있으며, 이는 빙하가 녹고 있음을 의미한다. 미국, 영국, 독일의 연구자들이 지난 9월 발표한 연구에 따르면, 남극 빙상을 완전히 녹일 수 있는 양의 화석 연료 자원이 존재한다고 한다. 이러한 사실은 기후 변화의 심각성을 더욱 강조하며, 지속 가능한 에너지 소스로의 전환과 환경 보호를 위한 긴급한 행동이 필요함을 시사한다. 우리는 기후 변화에 대응하기 위해 보다 적극적이고 지속 가능한 방법을 모색해야 할 책임이 있다. 기존에 언급된 기후 관련 재난은 확실히 가능성의 범위 안에 들어가며, 이러한 상황은 현재의 행동이 미래에 큰 영향을 미칠 수 있음을 보여준다. 이번 연구의 주요 저자이자 기후영향 연구소의 리카다 윈켈만(Ricarda Winkelmann)은 "이러한 변화가 하룻밤 사이에 발생하지는 않겠지만, 우리의 현재 행동이 지구의 모습을 바꾸고, 이러한 영향이 수만 년 동안 지속될 것이라는 사실이 놀랍다"고 지적했다. 윈켈만은 또한 "이러한 재난을 막기 위해서는 석탄, 가스, 석유와 같은 화석 연료를 지속적으로 사용하지 않고 땅에 그대로 묻어두어야 한다"고 강조했다. 이는 기후 변화에 대응하기 위한 즉각적이고 구체적인 조치를 취해야 한다는 중요한 메시지를 전달한다. 지구 환경을 보호하고 기후 변화의 위험을 최소화하기 위해 지속 가능한 에너지 소스로의 전환과 환경 보호 노력이 필수적이다. 희망적인 점은, 대부분의 해안선이 아직 손상되지 않았다는 사실이다. 만약 우리가 지금부터라도 적극적으로 행동에 나선다면, 이러한 상태를 보존할 수 있는 가능성이 있다. 또한 긍정적인 변화로, 세계 지도자들이 기후 변화를 글로벌 위기로 인식하고 이에 대응하기 시작했다는 사실이다. 이는 지구 온난화와 해수면 상승의 심각성을 깨닫고, 이에 대한 책임 있는 조치를 취하는 것이 얼마나 중요한지를 보여준다. 기후 변화 대응을 위한 글로벌 협력과 지속 가능한 정책 추진은 해안선 보존과 더 나은 미래를 위한 필수적인 단계임을 의미한다. 기후변화에 대응하기 위해, 많은 기업들이 '탄소제로' 달성을 목표로 활발한 움직임을 보이고 있다. '탄소제로'란 기업 활동에서 발생하는 이산화탄소를 최대한 줄이고, 절감이 불가능한 부분은 탄소배출권을 매입하여 이산화탄소 배출량을 실질적으로 '0'으로 만드는 전략을 말한다. 특히, 우리나라에서는 대기업을 중심으로 'RE100' 캠페인이 활발하게 진행되고 있다. 이 캠페인은 재생 가능한 에너지를 100% 사용하는 것을 목표로 하며, 탄소 배출을 줄이고 친환경 에너지 사용을 촉진함으로써 기후 변화에 적극적으로 대처하고자 하는 기업들의 노력을 반영한다. 이러한 기업들의 노력은 기후 변화 대응에 있어 중요한 역할을 하며, 지속 가능한 미래를 위한 긍정적인 변화를 가져오고 있다.
- 생활경제
2023-12-20
LG화학, 美 테네시주에 '북미 최대' 2차전지 양극재 공장 착공

LG화학이 19일(현지시간) 미국 테네시주 클락스빌에서 북미 지역 최대 규모의 2차 전지 양극재 공장 건설을 위한 착공식을 가졌다. 이는 미국에서 대규모 양극재 공장이 설립되는 첫 사례로, 전기차 시장 확대에 따른 전략적 투자의 일환으로 진행된다. 이날 행사에는 빌 리 테네시 주지사를 비롯해 조현동 주미대사, 스튜어트 맥홀터 테네시주 경제개발부 장관, 조 피츠 클락스빌 시장 등이 참석했다. 이번 착공식에는 빌 리 테네시 주지사, 조현동 주미 대사, 스튜어트 맥홀터 테네시주 경제개발부 장관, 조 피츠 클락스빌 시장, LG화학에서는 신학철 부회장과 남철 첨단소재사업본부장, 이항목 양극재사업부장 등 주요 인사들이 대거 참석했다. LG화학의 이번 투자는 북미 지역의 전기차 배터리 수요 증가에 발맞추어 이루어진 것으로, 향후 산업 발전에 큰 기여를 할 것으로 기대된다. LG화학은 클락스빌에 위치한 170만㎡ 부지에 대구모 양극재 공장을 설립할 계획이다. 이를 위해 1단계로 약 2조원을 투자해 연간 6만t 규모의 양극재 공장을 건설한다. 회사는 시장 상황에 따라 필요 시 증설을 통해 총 12만톤까지 생산 규모를 확장할 방침이다. 이러한 증설 계획은 전기차 시장의 성장과 전지 수요 증가에 대응하기 위한 전략적 결정으로 보인다. 1단계 공장이 완공되면 약 350명의 새로운 일자리가 생길 예정이며 이는 지역 경제 발전과 고용 창출에 기여할 것으로 기대된다. 신 부회장은 착공식에 앞선 간담회에서 "클락스빌 공장은 미국에서 첫 번째로 세워지는 대규모 양극재 공장으로, 그 자체로 중요한 의미가 있다"고 말했다. 테네시 주에 'LG벨트' 구축 LG화학은 당초 2027년까지 미국 테네시주에 위치한 새로운 공장 건설에 총 4조여 원을 투자할 계획이라고 발표했다. 이는 회사의 중장기 전략에 따른 것으로, 글로벌 전기차 배터리 시장에서의 경쟁력 강화를 목표로 하고 있다. 테네시주 정부는 이번 공장 유치를 위해 부지 제공을 비롯한 수천억 원 규모의 다양한 유형 및 무형의 지원을 제공한 것으로 알려졌다. LG화학의 1단계 투자가 완료된 후 테네시 공장은 2026년부터 고성능 전기차용 NCMA(니켈·코발트·망간·알루미늄) 양극재를 생산할 수 있는 능력을 갖추게 된다. 이는 연간 약 60만 대의 전기차에 필요한 양극재를 생산할 수 있는 규모로, 전기차 산업의 성장에 중요한 역할을 할 것으로 전망된다. LG그룹은 이미 미국 테네시주에 세탁기 등 생활가전 공장을 운영중이다. 또 GM과 LG에너지솔루션의 미국 배터리 합작사인 얼티엄셀즈 2공장도 건설도 진행 중이다. 특히, 이번에 착공하는 양극재 공장이 완공되면, LG는 전기차 배터리 생산의 핵심 부문인 양극재 생산까지 아우르는 완전한 전기차 배터리 체인을 구축하게 된다. 회사 측은 이를 통해 테네시주에 'LG벨트'라고 할 수 있는 강력한 산업 클러스터를 형성하게 될 것이라고 설명했다. LG화학은 지난해 GM과 양극재 95만t 장기공급 포괄적 합의를, 지난 10월에는 도요타와 2조9000억원 규모의 북미 양극재 공급 계약을 각각 체결했다. '양극재'란? 양극재는 음극재와 함께 전기차 배터리 구성 핵심 요소다. 양극재는 충전식 배터리, 특히 리튬이온 배터리의 핵심 구성 요소 중 하나다. 배터리 내부에서 양극재는 양극(+)으로 작용하며, 배터리 충전 시 리튬 이온이 양극재로 이동하고, 배터리 방전 시 이 리튬 이온이 다시 음극으로 이동한다. 양극재의 성질은 배터리의 성능을 결정하는 데 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 에너지 밀도, 충전 속도, 수명, 안정성 등이 양극재의 화학적 조성과 구조에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로 사용되는 양극재 재료로는 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 망간 산화물(LiMn2O4), 리튬 니켈 망간 코발트 산화물(NMC), 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물(NCA) 등이 있다. 특히, 양극재는 북미산 전기차에 보조금 혜택을 제공하는 인플레이션 감축법(IRA) 처리 이후 국내 기업들의 북미 투자가 이어지는 부문 가운데 하나다. 한국의 또다른 배터리 제조기업 SK온은 지난 8월 완성차 업체 포드와 양극재 생산기업 에코프로비엠과 함께 1조20000억원을 투자해 캐나다 퀘벡주에 양극재 합작공장을 건설한다고 발표했다. LG화학은 이번 양극재 공장 건설을 통해 고객사들이 미국 정부의 IRA 보조금 기준을 충족할 수 있도록 적극 지원할 방침이라고 밝혔다. 또한 회사는 열을 가하는 소성 공정 설계 기술을 고도화해, 생산 라인당 연간 1만t 수준의 제조 경쟁력을 갖추겠다고 설명했다. 테네시주 공장에는 스마트팩토리 기술이 적용돼 생산공정의 자동화와 품질 분석 및 관리 시스템이 도입된다. LG화학은 또 미국 내 폐배터리 재활용 업체와 소재 공급망 협력을 추진하고, 부지 인근 전력 공급 업체와 협력을 통해 태양광과 수력 등 친환경 에너지로만 공장을 가동할 계획이다. 신 부회장은 이날 착공식 행사에서 "미국 테네시주 클락스빌에 배터리 리사이클링 시스템을 포함한 고급 소재 공장을 세우는 것은 세계 최고의 종합 전지 회사로 나아가는 우리 비전에 부합한다"고 밝혔다. 조 대사는 "한미동맹 70주년을 기념하는 올해, LG화학의 이번 투자는 양국 관계에 있어 새로운 이정표가 될 것"이라고 강조하며 축하의 뜻을 전했다. 빌 리 테네시 주지사는 "주 차원에서의 최대 외국인 투자인 LG화학의 결정에 감사의 뜻을 표한다"고 밝혔다.
- 산업
2023-12-20
뮌헨공대, 태양광 수소 생산 세계 최고…경제성 확보 과제

독일 뮌헨대학교 연구팀이 태양광 수소 생산 분야에서 세계 기록을 경신했다. 이들은 햇빛을 활용하여 포름산으로부터 수소를 생산하는 플라즈몬 나노구조를 개발하여 녹색 수소 개발에 획기적인 발전을 이루어냈다. 산업 전문매체 '오일프라이스(Oil Price)'는 뮌헨대학교 연구팀의 이 발견이 획기적이라면서도 고가의 원자재를 사용하는 한계로 인해 경제적인 측면에서 더 효과적인 대안을 모색해야 한다고 지적했다. 뮌헨대학교 연구팀은 녹색 수소 생산 분야에서 세계적인 기록을 경신했으며, 이러한 성과를 이루어낸 고성능 나노구조를 개발했다. 뮌헨대학교 실험물리학 및 에너지 변환 교수인 에밀리아노 코르테스(Emiliano Cortés)는 나노우주로의 도약을 이루어냈다. 코르테스 교수는 "태양광의 고에너지 입자가 원자 구조와 상호 작용하는 지점에서 연구가 시작되었다"라며 "태양에너지를 더 효율적으로 활용하기 위한 소재 솔루션을 연구 중"이라고 설명했다. 이러한 발견은 새로운 태양전지와 광촉매의 가능성을 열어두고 있다. 그러나 코르테스 교수는 "햇빛이 희석돼 지구에 도달하기 때문에 면적당 에너지가 상대적으로 낮다"는 문제에 직면하고 있다고 말했다. 헤란 박사는 "먼저, 우리는 플라즈몬 금속(우리 경우에는 금)에서 10~200나노미터 범위의 입자를 생성했다"라며 "이 크기에서 가시광선은 금 전자와 매우 강하게 상호작용하여 공명 진동을 유발한다"라고 설명했다. 이러한 현상을 통해 나노입자는 더 많은 햇빛을 포착하고, 매우 높은 에너지의 전자로 변환할 수 있다는 것을 밝혔다. 헤란 박사는 "이러한 과정에서 매우 국지적이고 강한 전기장이 핫스팟에서 발생한다"고 말했다. 이러한 핫스팟은 금 입자 사이에서 형성되며, 따라서 두 사람은 백금 나노입자를 이러한 핫스팟 사이 공간에 직접 배치하는 아이디어를 얻었다. 오늘날 수소는 주로 화석 연료, 주로 천연가스에서 생산된다. 그러나 두 사람은 "플라즈몬 금속과 촉매 금속의 결합을 통해 이산화탄소를 유용한 물질로 변환하는 등 다양한 산업 응용 분야를 위한 강력한 광촉매를 개발 중이다"라고 밝혔다. 이들은 이미 이러한 물질 개발에 대한 특허를 취득했다. 또한, 이전에 매사추세츠 공과대학(MIT)의 엔지니어들이 태양열을 활용하여 온실가스 배출 없이 수소를 효율적으로 생산하는 '태양열화학수소' 시스템을 개발했다. MIT, 태양열 최대 40% 활용 기존의 태양열 열화학 수소 생산 시스템은 효율성이 낮았지만, MIT의 설계는 태양열을 최대 40%까지 효율적으로 활용할 수 있다. 이 시스템은 태양열을 활용하여 물을 분해하고, 이 과정에서 생성된 수소를 청정 연료로 사용할 수 있게 한다. 이렇게 생산된 수소는 장거리 트럭, 선박, 항공기의 연료로 사용될 수 있으며, 온실가스가 전혀 배출되지 않는다. MIT의 새로운 시스템은 집중형 태양열 발전소(CSP) 방식을 사용하며, 다수의 거울을 활용하여 태양광을 집중시켜 열을 발생시킨다. 이렇게 집중된 열은 수소 생산에 활용된다. 한국의 DGIST(대구경북과학기술원)와 단국대학교 연구팀은 친환경적인 양자점을 활용하여 세계 최고 수준의 태양광 수소 생산 기술을 개발했다. 이 기술은 양자점의 물성을 조절하여 광전기화학 소자에 적용, 태양광을 효과적으로 수소 생산에 활용하는 방법을 제공한다. 게다가 한국의 DGIST(대구경북과학기술원)와 단국대학교 연구팀은 친환경적인 양자점을 활용하여 세계 최고 수준의 태양광 수소 생산 기술을 개발했다. 이 기술은 양자점의 물성을 조절하여 광전기화학 소자에 적용함으로써, 태양광을 효과적으로 수소 생산에 활용할 수 있는 방법을 제시한다.
- 산업
2023-12-18
코코아, 차·적포도주보다 항산화제 풍부

겨울철 대표 음료인 따뜻하고 달콤한 코코아가 더 많은 건강 혜택을 가진 것으로 밝혀졌다. 프랑스 여성 매체 '르 조르날 드 팜므'는 최근 미국 코넬대학교(Cornell University)의 연구팀이 밝힌 코코아가 차나 적포도주보다 풍부한 항산화제를 함유하고 있다는 연구 결과에 대해 보도했다. 코넬대학교 연구팀은 순수한 무가당 코코아 가루 2큰술, 녹차 티백, 홍차, 적포도주를 각각 1회 제공량으로 섭취했을 때의 항산화제 함량을 비교했다. 그 결과, 코코아의 항산화제 함량은 녹차의 2~3배, 홍차의 4~5배, 적포도주의 2배에 달했다. 연구팀은 코코아의 항산화제 함량이 높은 이유를 코코아에 함유된 플라보노이드 때문으로 분석했다. 플라보노이드는 식물에 존재하는 천연 화합물로, 항산화, 항염, 항암 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 항산화제는 다양한 건강상의 이점을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 혈중 나쁜 콜레스테롤 수치를 낮추고, 신경퇴행성 질환, 심혈관 질환, 암의 위험을 줄이고, 눈 건강을 보호하는 데 도움이 될 수 있다. 다만, 코코아는 칼로리, 지방, 설탕이 높은 음료이기 때문에 과도하게 섭취하는 것은 좋지 않다. 하루에 한두 잔 정도 마시는 것이 적당하다. 코넬대학교 식품과학과 식품 화학 교수인 이창용(Chang Yong Lee) 박사는 "항산화제는 건강에 중요하지만, 1인당 필요한 정확한 일일 양은 아직 밝혀지지 않았다"며 "가끔씩 코코아를 마시는 것은 맛있고 따뜻하며 건강한 방법이 될 수 있다"고 말했다.
- 생활경제
2023-12-16
로봇 100만대 시대 개막…2030년까지 3조원 투자

한국 정부가 감소하는 인구 문제에 대응해 2030년까지 로봇 100만대를 도입한다. 산업통상자원부는 14일 경기도 판교에 위치한 만도넥스트M 사옥에서 방문규 장관 주재 하에 '첨단로봇 산업 전략회의'를 개최하고 '첨단로봇 산업 비전과 전략'(이하 로봇 전략)을 발표했다. 이 회의는 로봇 산업의 발전 방향과 목표를 설정하는 중요한 자리였다. 산자부에 따르면 2030년까지 민관이 3조원 이상을 투자해 현재 5조원대 수준인 'K-로봇' 산업 규모를 20조원 이상으로 확대할 계획이다. 제조업을 비롯해 농업, 물류, 서비스, 국방, 사회 안전, 의료, 돌봄 등 모든 산업 및 사회 분야에 로봇을 도입함으로써, 2030년까지 총 100만 대의 로봇을 투입해 국내 시장을 강화하고 감소하는 생산 인구 문제에 대응할 예정이다. 이러한 대규모 로봇 투입은 국내 산업의 혁신과 생산성 향상에 크게 기여할 것으로 기대된다. 이날 회의에는 LG전자 장익환 부사장, 두산로보틱스 류정훈 대표, 티로보틱스 안승욱 대표, HL만도 조성현 대표, 하이젠RNM 김재학 대표, 코모텍 윤중석 대표, 포스코DX 윤석준 상무, CMES 이성호 대표 등 기업 경영진과 한국로봇산업협회 김완수 회장, 한국기계산업진흥회 조영철 회장 등이 참석했다. 산업통상자원부는 산업 생산성 향상과 인구 구조 변화 대응, 그리고 로봇 산업을 새로운 성장 동력으로 육성하기 위해 이번 로봇 전략을 발표했다고 밝혔다. 이 계획에 따라, 매출 1000억 원 이상의 '스타 기업' 수가 2021년 5개에서 2030년에는 30개로 증가할 것으로 기대된다. 또한, 확장된 국내 시장을 기반으로 로봇 수출도 2021년 1조 1000억 원에서 2030년에는 5조 원으로 크게 증가할 것으로 예상된다. 이러한 전략은 국내 로봇 산업의 발전과 글로벌 경쟁력 강화에 중요한 역할을 할 것으로 보인다. 로봇 국산화 부품 80% 목표 정부는 K-로봇 산업의 발전을 위한 기반 강화의 일환으로, 2021년 기준 44.4%인 부품의 국산화율을 2030년까지 80%로 상승시킬 계획이다. 이 목표를 달성하기 위해, 정부는 서보모터, 감속기, 센서, 그리퍼, 제어기, 자율이동 소프트웨어, 자율조작 소프트웨어, 인간-로봇 상호 작용 기술(HR) 등 8대 핵심 기술의 확보에 집중할 예정이다. 정부는 이러한 핵심 기술 확보를 위해 내년 상반기 중으로 구체적인 로드맵을 수립할 계획이며, 이는 산업의 발전과 국제 경쟁력 향상에 기여할 것으로 기대된다. 또한, 산업 및 사회 전반에 걸쳐 2030년까지 총 100만 대의 로봇을 대규모로 투입하는 양적 목표도 설정됐다. 정부는 제조업, 농업, 물류, 소상공인, 산업안전 등의 산업 분야에서 총 68만 대의 로봇 공급을 목표로 하고 있다. 한국, '로봇 밀도' 세계 1위 국제로봇연맹(IFR)의 자료에 따르면, 제조업 종사자 1만 명당 로봇 수를 나타내는 '로봇 밀도'에서 한국이 1012대로 세계 1위를 기록하고 있다. 그러나 한국 내 로봇의 사용은 주로 자동차와 전기전자 등 특정 제조업 분야에 집중되어 있으며, 다른 산업 분야에서의 활용도는 상대적으로 낮은 편이다. 이는 로봇 산업의 다양화와 확대가 필요함을 시사하고 있으며, 정부의 이번 목표 설정은 이러한 분야의 확장과 균형 잡힌 로봇 산업 발전에 기여할 것으로 기대된다. 특히 농업, 물류센터, 택배 배송, 음식점 조리·서빙 등 일손 부족 문제가 커지는 분야에 로봇 투입을 확대해 생산인구 감소 공백을 메우고, 'K-로봇 경제'를 활성화할 수 있을 것으로 전망된다. 고용노동부 통계에 따르면 2021년부터 2030년 사이에 한국의 생산인구는 약 320만명이 감소할 것으로 예상된다. 특히 식음료 자영업자를 위한 로봇, 예를 들어 식당에서 서빙을 하는 로봇 등이 이미 일부 보급되기 시작했다. 이러한 로봇들의 경우, 2030년까지 총 30만 대의 보급을 목표로 하고 있다. 현재 서빙 로봇 시장에서는 가격 경쟁력이 높은 중국산 제품이 국내 시장의 50% 이상을 차지하고 있다. 이는 K-로봇의 보급을 확대하기 위해 국내 기업들이 기술적, 가격적 경쟁력을 강화할 필요가 있으며, 정부의 정책적 지원이 요구되는 부문이다. 산업용 로봇에 비해 상대적으로 시장 형성 초기 단계인 사회 분야에서도 총 32만 대의 로봇 보급이 계획되어 있다. '취사병 로봇' 등 로봇 군경 2만대 투입 인구 감소와 군 인력 자원 부족에 대응하기 위해 정부는 급식 지원을 위한 '취사병 로봇'의 보급과 감시, 정찰과 같은 위험 임무에 로봇을 활용할 계획이다. 또한, 경찰의 일상 순찰 업무 지원에도 로봇을 도입함으로써 국방 및 안전 분야에만 총 2만 대의 '로봇 군경'을 투입할 예정이다. 사회 분야에서 특히 성장 가능성이 높은 분야는 돌봄과 의료 부문이다. 정부는 병원, 요양원, 가정 등에 30만 대의 돌봄 및 의료 로봇을 보급하는 것을 목표로 하고 있으며, 이와 관련된 제도적 기반도 마련할 방침이다. 보건복지부와 산업부 등 관계 부처가 재활 로봇 의료수가 반영, 의료 취약 지역의 수술 로봇 실증, 고령층 인공지능(AI) 반려 로봇 보급, 돌봄 로봇 공적 급여 제공 등을 추진한다. 이를 위해 보건복지부와 산업통상자원부 등 관련 부처는 여러 조치를 추진한다. 이에는 재활 로봇의 의료수가 반영, 의료 취약 지역의 수술 로봇 실증, 고령층을 위한 인공지능(AI) 반려 로봇 보급, 돌봄 로봇에 대한 공적 급여 제공 등이 포함된다. '국가 로봇 테스트 필드' 조성 산업과 사회 전반에서 활용될 로봇이 안전하게 활용될 수 있도록 지원하는 공공 인프라도 구축도 진행된다. 이를 위해 정부는 2024년부터 2028년까지 5년간 대구 달성군에 위치한 16만 6973㎡ 규모의 부지에 약 2000억 원을 투입하여 '국가 로봇 테스트 필드'를 조성할 예정이다. 이 테스트 필드는 물류, 상업, 생활 등 다양한 분야를 아우르는 실제 환경과 유사한 '가상 도시'로 구성되어 있으며, 여기에서 개발 중인 로봇들이 실제 환경에서 운영되면서 서비스 품질, 안전성, 신뢰성 등을 실증하는 공간으로 활용될 것이다. 정부는 2030년까지 로봇 산업 인력을 1만5000명 이상 양성해 로봇 산업 발전을 지원할 계획이다. 방문규 산업통상자원부 장관은 로봇 산업의 중요성을 강조하며, "로봇 산업이 세계적 수준의 기술력을 갖추고 새로운 성장 동력으로서 'K-로봇 경제'를 실현할 수 있도록 투자를 확대하고 해외 시장 개척 등을 위해 정부의 모든 정책 역량을 집중하겠다"고 말했다.
- IT/바이오
2023-12-14
전기화학 기술, 가축 분뇨에서 친환경 자원 생산

환경 오염을 주범으로 여겨지는 가축 분뇨에서 친환경적으로 전기를 생산하는 기술이 개발됐다. 매년 전 세계 축산농가에서 30억톤 이상의 동물 배설물이 발생하고 있다. 이는 미국 엠파이어 스테이트 빌딩 9000개 이상에 해당하는 양이다. 모든 분뇨는 수질을 악화시키며 유독한 연기와 온실가스를 방출한다. 그러나 저렴한 전기를 이용해 동물 배설물을 재활용하고 귀중한 화학물질을 회수할 수 있는 기술이 개발돼 환경 오염을 크게 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 학술지 '사이언스 어드밴스(Science Advances)'에서는 '네이처 서스테이너빌리티(Nature Sustainability)'에 발표된 연구를 소개했다. 이 연구는 전기를 이용하여 동물 배설물에서 유기 영양소를 분해하고, 동시에 가치 있는 화학물질을 회수하는 새로운 방법을 제시한다. 초기 예측에 따르면, 이 방법으로 얻어지는 화학물질의 경제적 가치가 기술 구현 비용을 상회할 것으로 예상된다. 이는 농부들에게 수익성이 높은 선택지가 될 수 있음을 시사한다. 클락슨 대학의 김태영 화학자는 이번 연구에는 참여하지 않았지만 "풍력, 태양열 발전소에서 발생하는 값싸고 재생가능한 전기를 결합하면 거름이 풍부한 시골 농업 지역에서도 찬환경 전기가 생산될 수 있다"고 말했다. 많은 축산업자들은 이미 동물 배설물을 재활용하기 위해 노력하고 있다. 이들은 배설물을 분뇨 라군(연못)에 저장하여, 바닥에 침전된 암모니아가 풍부한 고형물을 준설하여 비료로 재사용한다. 또한, 남은 유기 화합물을 미생물이 메탄으로 분해하게 하여 이를 수집, 태워 전기를 생산할 수 있다. 이러한 방식은 지속 가능한 에너지와 농업 사이의 상호 작용을 보여주는 예이다. 그럼에도 불구하고, 엄청난 양의 암모니아와 기타 화합물이 자연환경으로 방출되어 해조류가 번성하고 물고기가 죽게 되는 환경오염이 발생한다. 이에 최근 몇 년 동안 몇몇 연구팀에서는 분뇨 라군에서 암모니아와 기타 귀중한 화학물질을 포착하기 위한 전기화학적 방법을 탐색하기 시작했다. 예를 들어, 2021년 실험실 연구에서 김태영 교수와 그의 동료들은 전류를 사용해 막을 통해 양으로 하전된 암모늄 이온을 유도하여 비료 전구체를 농축하고 쉽게 복구할 수 있는 배터리 유형 설정을 보고했다. 그러나 멤브레인(두께가 얇은 막) 설정은 운영하기 어렵고 확장하는 데 비용이 많이 들 수 있다. 위스콘신 매디슨 대학교 환경 엔지니어인 모한 킨(Mohan Qin)과 동료 송진이 이끄는 연구팀은 2단계 접근 방식을 채택해 멤브레인을 없앨 수 있는 가능성을 확인했다. 두 단계 모두 KNiHCF(칼륨·니켈·헥사시아노철산염)라는 배터리 전극 재료를 사용한다. KNiHCF는 이온이 들어오고 나갈 수 있는 간격이 있는 층 구조를 가지고 있다. 연구원들은 KNiHCF의 층 간격이 나트륨이나 칼슘과 같이 분뇨에서 일반적이지만 가치는 떨어지는 이온 대신 암모늄 및 칼륨 이온을 끌어들이는 데 이상적이라는 것을 발견했다. 연구진은 이후 이온으로 채워진 KNiHCF 전극을 폐수 용액에서 제거하고, 이를 이온 전도성 전해질을 첨가한 깨끗한 물이 담긴 두 번째 용기에 두 번째 전극과 함께 배치했다. 전압을 가하면 전자가 두 번째 전극으로 흘러 들어갔고, 이로 인해 KNiHCF 전극에서 양전하를 띤 암모늄 및 칼륨 이온을 용액으로 끌어당겨 농축하고 쉽게 복구할 수 있는 음전하가 생성됐다. 이 설정에는 보너스가 있다. 두 번째 전극의 음전하는 용액의 물과 산소를 유발하여 수소 가스나 과산화수소로 반응했는데, 두 가지 모두 회수된 암모니아 및 칼륨과 함께 판매될 수 있는 귀중한 화학물질이다. 연구팀은 KNiHCF 전극은 반복적으로 사용하면 성능이 저하되는데, 이 문제는 이미 해결 방안을 찾았다고 밝혔다. 연구원들은 또한 1000마리의 젖소가 있는 낙농장의 폐기물을 확장하고 관리하기 위한 설정의 잠재력을 평가하기 위한 분석을 수행했다. 그들은 전기 가격이 미국 평균인 킬로와트시(kWh)당 약 0.08달러(약 100원)로 책정될 경우 해당 운영에서 연간 최대 20만달러(약 2억6320만원)의 이익을 창출할 수 있을 만큼 귀중한 화학 물질을 생성할 수 있다는 사실을 발견했다. 송진 연구원은 재생 가능 전력이 일부 농촌 지역의 전기 비용을 2030년까지 kWh당 약 0.03달러(약 39원)로 낮출 수 있을 것으로 예상했다. 풍력이나 태양열 발전소는 종종 전력망이 처리할 수 있는 것보다 더 많은 전기를 생산하므로 엔지니어는 전력을 버리거나 터빈을 꺼야 했다. 이에 송진은 "풍력, 태양광과 결합할 수 있다면, 가격이 저렴할 때만 전기를 사용하도록 설계할 수 있다"고 말했다. 모한 킨은 "전체 공정이 얼마나 효율적인지 고려할 때, 전기화학적 처리는 거름에 있는 암모니아의 거의 70%를 포착하고 비슷한 양만큼 농장에서 배출되는 암모니아를 줄일 수 있다"며 "이것은 오래된 (가축 분뇨)문제를 처리하는 매우 간단하고 효율적인 방법"이라고 주장했다.
- 산업
2023-12-14
플라스틱 폐기물, 새우 등 해양 소형생물 번식에 악영향

플라스틱 폐기물이 해양으로 유입되면서 해양 생물의 번식에 악영향을 미치고 있는 것으로 나타났다. 가벼운 쓰레기의 경우 조류를 따라 전 세계 해안에 도착하면서 또 다른 해양 환경오염까지 유발하는 등 악순환이 이어지고 있는 상황이다. 해외 매체 인콰이어러(inquirer)는 최근 영국 포츠머스 대학의 연구팀이 플라스틱 폐기물이 새우 등 작은 해양생물의 번식을 방해한다는 사실을 발견했다고 보도했다. 생태 독성학자인 알렉스 포드(Alex Ford)와 그의 동료들은 특정 종에 대해 몇 가지 화학 첨가물을 테스트했는데, 플라스틱 폐기물에 포함된 화학 첨가물이 갑각류의 행동을 변화시켜 교미 성공률을 감소시키고 있다는 것을 발견했다. 인콰이어러는 인정하지 않을 수도 있지만 인류의 부주의가 환경 오염과 자연의 경로 왜곡을 야기하고 있다고 지적했다. 이 매체는 적극적인 조치가 취해지지 않으면, 우리 생태계의 상당 부분이 심각한 위험에 처할 수 있다고 경고했다. 플라스틱 폐기물, 갑각류 정자수 감소시켜 플라스틱 폐기물이 해양 생태계에 미치는 영향에 대한 연구에서, 작은 갑각류의 정자 수 감소가 관찰됐다. 대부분은 상어와 같은 대형 동물이 해양 생태계에 가장 큰 영향을 미친다고 생각하는데, 새우 등 소형 갑각류는 해양 먹이사슬에서 중요한 역할을 하며, 그들의 손상은 전체 먹이사슬에 영향을 미칠 수 있다. 알렉스 포드는 “이 생물들은 유럽 해안에서 흔히 발견되며, 물고기와 새 등의 먹이의 상당 부분을 차지한다”며 “예를 들어, 고래는 보통 크릴을 주식으로 하는데 만약 이들이 손상되면 전체 먹이사슬에 영향을 미칠 것”이라고 강조했다. 바로 이 점이 환경 독성학자인 비데미 그린-오조(Bidemi Green-Ojo)와 그의 동료들이 '에치노가마루스마리누스(Echinogammarus marinus)라고 불리는 작은 갑각류 종을 플라스틱에서 발견되는 4가지 화학 첨가물에 노출시킨 이유다. 그린 오조는 “이 네 가지 첨가제가 인체 건강에 미치는 위험에 대해 잘 알고 있기 때문에 이를 선택했다”며 "우리가 조사한 두 가지 화학물질(DBP와 DEHP)은 규제를 받고 있으며 유럽에서는 제품에 사용이 허용되지 않는다“고 말했다. 이어 "다른 두 화학물질은 현재 제한이 없으며 많은 가정용품에서 발견된다"며 "우리는 이러한 화학물질이 수중 짝짓기 행동에 미치는 영향을 테스트하고 싶었다"고 연구 배경을 설명했다. 테스트된 화학물질 중 3개는 영국의 지표수와 지하수에서 검출된 상위 30개 화학물질에 포함되어 있다. 이 물질들은 바다 생물의 행동에 영향을 미치며, 특히 짝짓기 성공률 감소에 기여할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 샘플 화학 물질 중 두 가지인 디부틸 프탈레이트(DBP)와 트리페닐 인산염(TPHP)은 갑각류의 정자 수를 감소시켰다. 알렉스 포드는 연구팀이 실험한 동물들이 환경에서 일반적으로 발견되는 것보다 높은 농도의 화학물질에 노출되었다고 말했다. 그는 이러한 화학물질들이 정자 수에 영향을 미칠 수 있음을 지적했다. 오랜 기간 동안 또는 생활사의 중요한 단계에서 노출된 새우에 대한 추가 실험을 통해 이러한 영향이 더 명확해질 수 있음을 나타냈다. 독도 괭이갈매기 미세플라스틱 오염 한편, 한국의 독도 괭이갈매기 깃털도 미세플라스틱에 오염된 것으로 밝혀져 충격을 안겨줬다. 국제학술지 해양오염학회지 11월호에 실린 '한국 괭이갈매기 깃털에서 미세플라스틱 검출 첫 보고' 논문에 따르면 5㎜ 미만의 미세플라스틱 170ｇ, 73개가 검출됐다. 경희대 한국조류연구소 연구진은 작년 6월 독도와 울릉도에서 괭이갈매기 17마리를 포획한 후 가슴깃을 떼어내 과산화수소수로 처리한 뒤 적외선분광기로 검사했다. 포획한 괭이갈매기의 몸무게는 평균 490ｇ으로, 몸무게의 2%를 미세플라스틱이 차지하고 있었다. 종류별로는 폴리에틸렌(PE)과 폴리프로필렌(PP)이 각각 26개와 21개로 가장 많이 나왔다. 폴리스타이렌(PS)도 10개, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등도 16개 발견됐다. 체내에 축적된 미세플라스틱이 소화기관에 악영향을 주며, 깃털에 붙은 미세플라스틱은 유기오염물질이나 독성화학물질과 흡착해 건강을 해칠 수 있다. 미세플라스틱이 깃털을 둘러싼 기름막을 흡수하면 방수성과 보온성을 저해해 생존력을 떨어트릴 수 있다.
- 생활경제
2023-12-11
美 노스웨스턴대 "바다 쓰레기 주범 나일론, 촉매로 순식간에 '분해'"

바닷속 쓰레기로 전 세계가 몸살을 앓고 있다. 특히, 어망 등이 고래나 바다거북, 물개 등 해양생물을 칭칭 감싸고 있는 모습은 충격을 던져줬다. 나일론 어망 등은 뛰어난 내구성 때문에 자연 분해가 불가능해 해양동물과 산호초, 새, 바다 등을 위험에 빠뜨리고 있다. 해양 환경에 유입된 이들 물질은 분해되지 않고 수천 년 동안 머무를 수 있어 더욱 큰 폐해가 예상되고 있다. 그러나 최근 미국 노스웨스턴대학교 연구팀이 나일론을 분해하는 새로운 촉매를 개발해 이 같은 해양오염을 크게 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 이 촉매는 몇 분 만에 내구성 높은 플라스틱 오염을 완전히 분해하는 것으로 알려졌다. 과학기술 전문 매체 '사이테크데일리(SciTechDaily)'는 미국 노스웨스턴 대학 연구팀이 개발한 새로운 나일론 분해 촉매에 대해 최근 보도했다. 연구팀은 유해한 부산물을 생성하지 않고 몇 분 만에 나일론-6을 빠르고 깨끗하며 완전히 분해하는 새로운 촉매를 개발했다. 더 좋은 점은 이 공정에는 독성 용매, 고가의 재료 또는 극한 조건이 필요하지 않아 일상적인 응용 분야에 실용적이라는 점이다. 연구팀은 이 촉매를 활용해 해양 플라스틱 오염을 줄이는 것은 물론, 폐기물 재활용과 순환경제 활성화에도 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 '켐(chem)'에 게재됐다. 이번 연구의 수석 저자인 노스웨스턴 대학의 토빈 마크스(Tobin Marks) 교수는 "전 세계가 플라스틱 문제의 심각성을 인식하고 있다"며 "우리는 플라스틱을 재활용하기 위해 폴리머를 분해하여 원래 형태로 되돌려 재사용할 수 있는 촉매를 개발하고 있다"고 말했다. 어망, 태평양 쓰레기 46% 차지 나일론-6은 의류, 카펫, 안전벨트 등 매일 사용되는 다양한 제품에 사용되는 소재다. 하지만 사용 후에는 매립되거나 해양을 포함한 환경에 방치되는 경우가 많다. 세계야생생물연맹(World Wildlife Federation) 보고에 따르면 매년 약 45만3592kg(약 100만 파운드)의 낚시 장비가 해양에 버려지며, 이 중 나일론-6로 만들어진 어망이 태평양의 거대한 쓰레기 더미에서 차지하는 비율이 최소 46%에 이른다. 현재 나일론-6 처리 방법은 주로 매립에 의존하고 있다. 나일론-6가 연소될 때는 질소산화물 같은 독성 오염물질을 배출해 조기 사망과 온실가스인 이산화탄소 배출 등의 문제를 야기한다. 마크스 교수는 플라스틱을 분해하는 과정에서 발생하는 오염물질 문제를 지적하며, 친환경 용매의 사용이 중요하다고 강조했다. 그는 "플라스틱을 분해하면 오염된 물이 남게 되며, 친환경 용매의 사용은 필수적"이라며 "어떤 종류의 용매가 환경에 더 적합한지 연구해야 한다"고 말했다. 업사이클링을 위한 나일론 복구 마크스 교수와 연구팀은 실험실에서 새로운 촉매를 개발했다. 이 촉매는 이트륨(지구상에 풍부한 경제적인 금속)과 란탄족 이온을 활용한다. 나일론-6를 녹는 온도까지 가열한 뒤 촉매를 추가하자, 용매 없이도 플라스틱이 분해되어 부산물 없이 원래의 빌딩 블록으로 복구됐다. 마크스 교수는 이 과정을 목걸이와 진주에 비유하며 설명했다. 그는 "폴리머는 목걸이와 같으며, 각 진주는 하나의 단위체, 즉 단량체다. 우리는 이 목걸이를 해체하여 진주, 즉 빌딩 블록을 회수하는 방법을 찾은 것"이라고 말했다. 실험을 통해 연구팀은 플라스틱의 원래 모노머를 99% 회수할 수 있었다. 원칙적으로 이러한 모노머는 현재 강도와 내구성에 대한 수요가 높은 고부가가치 제품으로 재활용될 수 있다. 이 실험을 통해 연구팀은 나일론의 원래 모노머를 99% 회수하는 데 성공했다. 이러한 모노머는 내구성과 강도가 높은 고부가가치 제품으로 재활용될 수 있다. 마크스 교수는 재활용된 나일론이 일반 나일론보다 경제적 가치가 더 높다고 강조했다. 나일론-6를 효율적으로 타깃팅 새롭게 개발된 촉매는 높은 수율의 단량체 회수뿐만 아니라, 선택성도 뛰어나 나일론-6 중합체에만 작용한다. 이는 폐기물 중에서도 나일론-6를 효과적으로 분리해낼 수 있다는 것을 의미하며, 업계에 대량의 분류되지 않은 폐기물에도 적용 가능함을 보여준다. 마크스 교수는 이 과정의 경제성과 효율성을 강조했다. 그는 "나일론 폐기물을 사람이 일일이 분류하는 것은 비용이 많이 들고 비효율적이다. 하지만 이 촉매가 나일론만을 대상으로 하고 다른 물질은 그대로 두기 때문에 효율적이다"라고 설명했다. 이 기술을 통해 회수된 모노머를 재활용하면 신규 플라스틱 생산의 필요성도 줄어들 수 있다. 마크스 교수와 연구팀은 이 새로운 공정에 대한 특허를 출원했으며, 이미 여러 산업 파트너로부터 관심을 받고 있다. 이들은 자신들의 촉매가 대규모로 활용되어 글로벌 플라스틱 문제 해결에 기여하기를 기대한다. 현재 이 연구는 폴리머 재활용 및 지속 가능한 재료 관리 분야에서 중요한 진전을 보이고 있다. 이러한 접근 방식은 현재 재활용 기술의 중요한 격차를 해결하고 나일론 폐기물 문제에 대한 실용적이고 효율적인 솔루션을 제공한다. 이는 플라스틱의 환경 발자국을 줄이고 순환경제에 기여하는 데 영향을 미칠 것으로 기대된다.
- 생활경제
2023-12-11
콜레스테롤 수치가 높으면 달걀을 먹어도 될까?

콜레스테롤 수치가 높은 사람은 식단에 계란을 포함해야 할지 말아야 할지 고민하는 경우가 많다. 과거에는 콜레스테롤이 높은 식단이 심장 질환의 위험을 증가시킨다는 연구 결과가 있었기 때문이다. 그러나 최근 연구에 따르면 달걀 섭취는 LDL(저밀도 지단백질)은 혈관에 쌓여 콜레스테롤 수치를 약간 증가시킬 수 있지만, HDL(고밀도 지단백질)은 혈관에 쌓인 콜레스테롤을 제거해 수치를 낮춘다는 결과가 나왔다고 미국 건강전문지 헬스(health)가 보도했다. 달걀은 단백질과 비타민, 미네랄이 풍부한 영양가 높은 식품이지만, 콜레스테롤도 풍부하게 함유되어 있다. 달걀 1개에는 약 215~275㎎의 콜레스테롤이 들어 있는데, 이는 한국영양학회, 미국심장협회에서 권장하고 있는 하루 콜레스테롤 목표량인 300mg과 근접한 수치이다. 그러나 식품 속 콜레스테롤이 분량 그대로 혈액에 흡수되지는 않는다. 콜레스테롤은 섭취 후 체내 흡수·대사 과정이 복잡하고, 함께 섭취하는 식품에 따라서도 영향을 많이 받는다. 또 혈중 콜레스테롤은 식품을 통해 높아지기 보다, 사람의 간에서 합성되는 것에 더 많은 영향을 받는다. 게다가 혈중 콜레스테롤은 식품 속 콜레스테롤보다 포화지방산의 영향을 더 많이 받는다. 달걀은 전체 지방산 중 60% 이상이 불포화지방산으로 구성돼 있어, 쇠고기나 돼지고기 등 다른 단백질 식품에 비해 포화지방산의 함량이 낮은 편이다. 달걀 속에 콜레스테롤 함량이 높음에도 불구하고, 쇠고기, 돼지고기 등에 비해 혈중 콜레스테롤 수치가 섭취한 만큼 증가하지 않는 것도 바로 이 때문이다. 여기에 달걀 속 '레시틴'이란 성분은 소장에서 콜레스테롤이 흡수되는 것을 막아준다. 베타카로틴, 루테인, 제아잔틴 등과 같은 항산화 성분은 혈중 콜레스테롤이 산화되는 것을 막아 혈관에 찌꺼기가 쌓이지 않도록 하고, 혈관이 딱딱해지는 것을 방지하기도 한다. 이로 인해 전문가들은 하루에 달걀 한 알 정도는 먹어도 된다고 말한다. 심혈관 질환자의 경우도 다른 육류 섭취를 줄이고 채소를 충분히 먹는다면 콜레스테롤 섭취 부담을 덜면서 달걀에 함유된 양질의 영양성분을 섭취할 수 있다는 것이다. 달걀은 건강한 식습관의 일부로 식단에 포함할 수 있는 영양이 풍부한 단백질이다. 콜레스테롤 수치를 낮추기 위해서는 콜레스테롤 섭취를 제한하는 것뿐만 아니라, 규칙적인 운동, 적절한 체중 유지, 금연, 절주 등의 생활습관 개선도 중요하다. 만약 콜레스테롤 수치가 걱정되는 사람은 병원을 방문하여 검사를 받고, 전문의의 조언을 받아 적절한 식단과 생활습관을 유지하는 것이 좋다.
- 생활경제
2023-12-09
GH파워, 그린 수소 생산 원자로 개발

캐나다 기업이 재활용 알루미늄 캔을 활용해 그린 수소를 생산하는 원자로를 선보였다. 수소는 지구 전체 에너지 구성의 90%를 차지하는 중요한 자원이지만, 현재 대부분 화석 연료에서 추출되어 환경에 큰 부담을 주고 있다. 전 세계적으로 재생 가능 에너지를 활용하여 생산한 그린 수소에 대한 관심이 증가하고 있다. 그린 수소는 탄소 배출이 없는 친환경 에너지원으로서 미래의 에너지원으로 각광받고 있다. 그러나 기존의 그린 수소 생산 방식은 높은 비용과 낮은 효율성이라는 문제를 안고 있었다. 이에 대한 해결책으로, 캐나다에서 새로운 원자로 설계가 개발되어 이 분야에서 큰 주목을 받고 있다. 최근 에너지 전문 매체 오일프라이스(OILPRICE)의 보도에 따르면, 캐나다 기업 지에이치 파워(GH Power)가 개발한 원자로는 재활용 알루미늄과 물만을 사용하여 수소, 알루미나, 열을 생산하는 방식해 주목받고 있다. GH파워의 원자로는 기존의 그린 수소 생산 방식보다 비용이 60% 저렴하고 효율성이 85% 높다는 장점이 있다. 이 혁신적인 원자로 설계는 모듈식으로 제작되어, 소규모 설비에서부터 대규모 발전소까지 확장 가능하다. 이는 그린 수소 시장의 확장에 중요한 기여를 할 것으로 기대된다. GH 파워는 현재 온타리오주 해밀턴에 2MW 규모의 실증 상업용 원자로를 건설 중이며, 이는 내년 2분기부터 수익을 창출할 것으로 예상된다. 또한, 회사는 북미와 유럽에서 대규모 수소 발전소 건설하기 위해 우량 전략 파트너와 협력 관계를 구축하고 있다. GH 파워는 캐나다와 독일 정부가 후원하는 독일의 RWTH 아헨 대학교(RWTH Aachen University)와의 협력을 통해 이 기술을 개발했고, 녹색 기술 보조금을 받는 등 세계적으로 기술력을 인정받았다. GH 파워의 기술은 재활용 알루미늄을 원자로에서 열을 발생시키는 연료로 사용하며, 물은 알루미늄과 반응하여 수소와 산화알루미늄을 생성한다. 이렇게 생성된 수소는 연료로 사용되거나 다른 화합물의 제조에 활용될 수 있다. 또한, 산화알루미늄은 재활용되어 다시 원자로에서 연료로 사용될 수 있어, 자원 순환을 통한 지속 가능한 생산 체계를 구축하는 데 중요한 역할을 한다. 저비용 수소 GH 파워의 원자로 기술은 기존 화석 연료와의 가격 경쟁력을 갖춘 점에서 혁신적이다. 현재 전기 분해를 통해 생산되는 녹색 수소는 천연 가스에서 추출된 수소보다 약 3배 비싼 반면, GH 파워의 기술은 기존 전기 분해 방법으로 생산하는 것보다 이미 60% 저렴한 비용으로 수소를 생산할 수 있다. 이 원자로는 두 가지 중요한 녹색 출력물을 생산한다. 첫 번째는 발열이며, 이 열은 수소 생산뿐만 아니라 지역난방이나 산업용 열원으로도 활용될 수 있다. 두 번째는 녹색 알루미나로, 기존의 알루미나 생산 공정이 염산을 사용하여 알루미늄을 추출하는 방식에서 발생하는 염산 누출과 대기 오염 문제를 해결한다. GH 파워의 기술은 물과 재활용 알루미늄을 주요 원료로 하여, kg당 약 1.50달러(약 1960원)의 저렴한 비용으로 수소를 생산한다. 이는 기존의 염산 침출 및 가수분해 공정에 비해 약 85% 저렴한 비용으로, 수소 생산의 경제성을 크게 높인다. 27MW 규모의 발전소는 연간 약 120만 톤의 탄소 상쇄를 생산할 수 있는데, 이는 탄소 상쇄 비용이 톤당 40달러(약 5만2300원)에서 80달러(약 10만4600원) 사이인 것을 고려할 때, 상당한 탄소 상쇄 수익 잠재력을 의미한다. 수소 산업은 아직 초기 단계에 있지만, 급속한 성장세를 보이고 있다. 글로벌 시장조사기관 리서치앤마켓(Research and Markets)의 보고에 따르면, 수소 산업의 시장 규모는 2022년 1230억달러(약 160조 7610억원)에서 2030년에는 5580억달러(729조 3060억원)로 성장할 것으로 예측되며, 이는 연평균 11.4%의 성장률을 의미한다. 수소 산업의 주목받는 기업들 수소 산업은 다양한 분야의 기업들이 진출하고 있다. 그 중에서도 주목할 만한 기업으로는 다음과 같은 기업들이 있다. 에어 프로덕츠 앤 케미칼스(Air Products and Chemicals, Inc.)는 산업용 가스 부문에서 확고한 입지를 구축한 기업으로, 현재 수소 시장에서 상당한 발전을 이루고 있다. 발라드 파워 시스템즈(Ballard Power Systems Inc.)는 연료 전지 산업의 선구자로, 첨단 양성자 교환막(PEM) 기술로 잘 알려져 있다. 쉘(Shell)은 전통적인 석유 메이저에서 다각화된 에너지 회사로 전환한 기업으로, 수소 이니셔티브에 대한 그들의 진출은 지속 가능성과 혁신을 향한 광범위한 변화를 반영하는 중요한 부분이다. BP는 과거 회사명을 '브리티시 페트롤리움(British Petroleum)'에서 '비욘드 페트롤리움(Beyond Petroleum)'으로 리브랜딩을 통해 변화를 상징한다. 이러한 기업들은 모두 그린 수소 생산 분야에서 혁신적인 기술과 비즈니스 모델을 개발하고 있으며, 향후 이 시장의 성장을 주도할 것으로 기대된다. 한국의 수소 기업들 한국원자력연구원(KAERI)은 한국 최초의 원자로를 개발한 연구기관으로, 다양한 원자력 기술을 연구하고 개발하고 있다. 한국원자력연구원은 재활용 알루미늄과 물을 사용하여 수소를 생산하는 원자로 개발을 추진하고 있다. 이 원자로는 지에이치 파워의 원자로와 마찬가지로 두 가지 녹색 출력물인 발열과 녹색 알루미나를 생산한다. 한국원자력연구원의 원자로는 현재 개발 초기 단계에 있으며, 2025년경 실증 상업용 원자로를 건설할 계획이다. 이외에도 한국에는 수소 생산을 위한 다양한 기술을 개발하고 있는 기업들이 있다. 대표적으로 현대자동차, SK그룹, 포스코 등이 있다. 현대자동차는 수소연료전지 자동차를 생산하는 기업으로, 수소 생산 기술 개발에도 적극적으로 투자하고 있다. SK그룹은 수소 생산, 저장, 운송, 활용 등 수소 산업의 전 분야에 진출하고 있으며 포스코는 풍력, 태양광 등 재생 에너지를 활용한 수소 생산 기술을 개발하고 있다. 수소 산업, 투자의 기회 될까 수소 산업은 빠른 성장이 기대되는 산업인 만큼, 투자의 기회가 될 수 있다는 분석도 나온다. 실제로, 수소 산업 관련 기업의 주가는 최근 들어 상승세를 보이고 있다. 그러나, 수소 산업은 아직 초기 단계인 만큼, 투자 시에는 신중한 접근이 필요하다는 지적도 있다. 수소 생산, 저장, 운송, 활용 등 다양한 분야에서 기술 개발이 진행 중이며, 시장이 성숙하기까지는 시간이 걸릴 것으로 예상된다. 또한, 수소 산업은 정부의 정책에 영향을 받는 산업이기도 하다. 정부의 정책 변화에 따라 시장의 성장 속도나 방향이 달라질 수 있기 때문에, 투자 시에는 정부 정책을 면밀히 살펴볼 필요가 있다. 수소 산업은 미래 에너지원으로서 주목받고 있으며, 그 성장 잠재력이 높은 산업이다. 그러나 수소 산업은 아직 초기 단계에 있기 때문에, 이 분야에 대한 투자는 신중한 접근이 필요하다.
- 산업
2023-12-08
포스코, 양자컴퓨터 활용해 전기차 배터리 신소재 개발 박차

포스코 홀딩스가 양자 컴퓨터를 활용해 전기차 배터리 신소재 개발에 박차를 가하고 있다. 머글헤드 매거진은 한국 기업인 포스코 홀딩스(POSCO Holdings)는 7일(현지시간) 양자 컴퓨터 회사 큐씨웨어 코퍼레이션(QC Ware Corp.)과 파트너십을 맺어 배터리 소재를 시뮬레이션하는 새로운 기술 개발을 발표했다고 이날 보도했다. 전기자동차(EV) 배터리 수요가 급증함에 따라, 기업들은 더 오래 지속되고 충전 시간이 짧은 배터리용 지속가능한 소재를 확보하기 위한 혁신적인 방법을 모색하고 있다. 새로운 배터리 설계는 테스트가 필요하며, 이는 시간과 비용이 많이 든다. 에너지 전환 경쟁에서 양자 컴퓨터는 이 과정을 가속화하고 일부 기업을 앞서가게 하는 도구가 될 수 있다. 컴퓨터는 이미 배터리 설계자가 실행 가능한 소재를 시뮬레이션하는 데 사용되고 있지만, 양자 컴퓨터는 이러한 제한을 없애고 비용을 절약하며 따라서 배터리 설계 프로세스를 가속화할 수 있다. 포스코와 QC웨어는 한국 정부의 보조금을 활용하여 리튬 배터리용 실용적인 고체 전해질을 시뮬레이션할 예정이다. 이후 양자 컴퓨팅 방법과 이미 사용 중인 최고의 방법을 비교하여 새로운 벤치마크를 설정할 계획이다. 과학기술부 산하 한국연구재단(NRF)이 이 연구를 지원하며, 포스코의 AI R&D 연구소가 이 협력을 주도한다. QC웨어의 양자 화학 부문 수석 부사장인 로버트 패리시(Robert Parrish)는 "세계가 다양하고 유연한 에너지 솔루션으로 나아감에 따라 미래의 지속 가능한 에너지 그리드에 통합될 더욱 성능이 뛰어난 배터리를 개발하는 것이 중요하다"고 강조했다. 패리시 수석 부사장은 이어 "계산 시뮬레이션은 새로운 재료 설계에서 점차 중요한 역할을 하고 있으며, 포스코 홀딩스와의 이번 협업은 QC웨어의 사명인 실제 사용 사례에 영향을 미치는 양자 컴퓨터를 위한 양자 알고리즘 개발에 필수적이다"라고 말했다. 양자 컴퓨터란 무엇인가? 양자 컴퓨터는 양자 물리학의 규칙을 사용하여 일반 컴퓨터가 할 수 없는 방식으로 정보를 처리하는 초강력 계산기다. 일반 컴퓨터를 필요한 정보를 찾기 위해 한 번에 한 권의 책을 살펴보는 똑똑한 사서에 비유한다면, 양자 컴퓨터는 동시에 많은 책을 살펴보며 훨씬 빠르게 답을 찾을 수 있다. 양자 컴퓨터는 '양자 비트(quantum bits)' 또는 '큐비트(qubits)'를 사용해 동시에 여러 상태에 있을 수 있기 때문이다. 마치 동시에 여러 페이지가 열리는 마법의 책을 가지고 있는 것과 같다. 이러한 다중 가능성을 동시에 탐색하는 능력은 양자 컴퓨터가 코드를 해독하거나 퍼즐을 푸는 등의 복잡한 문제를 현재 컴퓨터보다 훨씬 빠르게 해결할 수 있게 한다. 양자 컴퓨터 단점은 무엇인가? 그러나 양자 컴퓨터는 몇 가지 도전 과제를 안고 있다. 우선, 양자 컴퓨터는 매우 민감하여 온도 변화나 다른 간섭 요소에 쉽게 영향을 받아 안정적으로 유지하기가 어렵다. 양자 컴퓨터를 사용하는 것은 빌딩 블록의 탑을 균형있게 쌓는 것과 같으며, 어떤 블록이라도 흔들리면 전체가 무너질 수 있다. 또한 양자 컴퓨터는 오류를 발생시킬 수 있으며, 양자 연구자들은 이러한 오류를 수정하는 방법을 찾기 위해 노력하고 있다. 또 다른 문제는 양자 컴퓨터가 매우 낮은 온도에서만 작동해야 한다는 점이다. 이는 마치 냉동고에서만 작동하는 컴퓨터와 같다. 게다가 현재 양자 컴퓨터는 일부 문제에는 유용하지만 모든 문제를 해결할 수 있는 것은 아니므로 연구자들은 양자 컴퓨터가 가장 유용할 수 있는 분야를 계속 연구하고 있다. 양자 컴퓨터는 엄청난 에너지를 소비한다. 세계에서 가장 빠른 컴퓨터인 '프론티어(Frontier)'는 대기 상태에서 8메가와트(MW)의 전력을 소비하는데, 이는 수천 가구에 전력을 공급할 수 있는 수준이다. 대규모 언어 모델을 한 번 훈련시키는 것은 뉴욕에서 샌프란시스코까지 비행하는 것과 같은 양의 탄소 배출을 생성한다. 양자 및 고전 컴퓨팅 소프트웨어 분야의 선도 기업인 QC 웨어는 기계 학습과 화학 시뮬레이션을 전문으로 한다. 이 회사는 정보 처리 방식을 혁신할 양자 컴퓨팅 솔루션 개발에 적극적으로 기여하고 있다. 포스코, 전기차 배터리 선두 주자 지난해 포스코는 충전식 배터리 프로젝트에 200억 달러를 투자하는 계획을 발표했다. 이 계획에는 배터리 재료 회사의 지분 인수, 광물 광산 및 관련 시설에 대한 투자가 포함되어 있다. 이를 통해 포스코는 이를 통해 자체적인 배터리 금속 공급망을 구축하고 중국 회사에 대한 의존도를 줄이려는 목표다. 아울러 포스코는 최근 아르헨티나의 염수 자원에서 이차 배터리 재료를 생산하는 한국 최초의 리튬 수산화물 공장을 가동하기 시작했다. 4억 4500만 달러를 투자한 이 공장은 연간 2만 5000톤의 리튬 수산화물을 생산할 계획이다. 이는 60만 개의 전기차 배터리를 제조할 수 있는 양이다. 2018년에는 아르헨티나의 옴브레 무에르토 염호를 인수하여 리튬 자원을 확보했으며, 현재는 용액에서 리튬 생산의 초기 단계에 착수하고 있다. 회사는 2028년까지 아르헨티나에서의 리튬 사업을 최대 10만 톤까지 확장할 계획이다. 한편, 포스코는 율촌산업단지에서 리튬 광석 공장을 건설 중이다. 포스코그룹은 지난 11월 29일 전남 율촌산업단지에서 포스코필바라리튬 솔루션의 수산화 리튬 공장과 포스코 광양제철소 내 고효율 무방향성 전기강판(Hyper NO·하이퍼엔오) 공장을 준공했다고 밝혔다. 이 공장은 광석리튬에서 수산화리튬을 뽑아내는 상업 생산공장이다. 이날 준공한 수산화리튬공장은 연산 2만1500톤(t)규모로 포스코그룹은 같은 규모의 제2공장을 오는 2024년 준공할 계획이다. 수산화리튬 4만3000톤은 전기차 약 100만 대를 생산할 수 있는 규모다.
- 산업
2023-12-08
SK이노베이션, 이산화탄소를 일산화탄소로 전환 성공

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.
- 산업
2023-12-03
커피 하루 두 잔, 간 건강에 도움 줄까?

커피가 비알콜성 지방간 질환(NAFLD)의 위험을 줄이는 데 있어 보완적인 역할을 하는 것으로 나타났다고 인도 매체 인디안 익스프레스(Indian Express)가 최근 보도했다. NAFLD는 과도한 알코올 섭취와 관련없이 간에 지방이 축적되는 질환으로 알려져 있다. 인도 아폴로 병원(Apollo Hospitals)의 프리엉커 라헛기(Priyanka Rohatgi) 박사의 연구 결과에 따르면, 커피 섭취는 NAFLD 발병 위험을 줄이는 데 효과적이며, 간 건강에 다양한 이점을 제공하는 것으로 나타났다. 간은 신체의 여러 대사 과정을 담당하는 중요한 기관이며, NAFLD의 발병과 진행에는 부적절한 식단, 비만, 좌식 생활과 같은 요인이 영향을 미칠 수 있다. 이러한 상황에서 커피는 간 기능에 긍정적인 영향을 미치고 NAFLD의 예방에 도움을 줄 수 있는 여러 메커니즘을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 커피의 주요 성분 중 하나인 카페인은 중추 신경계를 자극하고 지방 대사를 촉진하는 효소를 활성화시켜 지방 분해를 강화한다. 이는 간 세포 내 지방 축적을 방지하고 NAFLD의 진행을 억제하는 데 도움이 될 수 있다. 또한 카페인은 담즙 생성을 자극하여 지방 소화를 촉진하고 체외 배설을 증진시켜 간 부담을 경감시킨다. 그러나 커피의 간 건강에 미치는 이점을 카페인만으로 설명하기에는 부족하다. 커피 콩에는 항산화제가 풍부하게 함유되어 있으며, 특히 클로로겐산과 폴리페놀은 강력한 항염증과 항산화 특성을 가지고 있다. 이러한 화합물은 활성 산소를 제거하여 간 조직의 산화 스트레스와 염증을 줄여준다. 이와 더불어 이러한 항산화제는 인슐린 민감성을 조절하고, NAFLD의 일반적인 전구체인 인슐린 저항성을 감소시키는 데 도움을 줄 수 있다. 이러한 다양한 메커니즘을 통해 커피는 NAFLD 예방과 관련하여 간 건강에 긍정적인 영향을 미치고 있다. 이 연구에 따르면 커피의 효과는 섭취량에 따라 변할 수 있다. 하루에 두 세 잔의 커피를 마시면 NAFLD 발병률이 현저히 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 개인의 생리학적 반응은 다를 수 있으며, 과도한 카페인 섭취는 심박수 증가나 불안과 같은 부작용을 유발할 수 있어 적절한 섭취가 중요하다. NAFLD 예방 효과 외에도, 정기적인 커피 섭취는 간경화 및 간암 발병 위험을 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다. 간경화는 간 조직이 되돌릴 수 없는 손상을 입는 간 질환의 후기 단계이며, 커피의 항염증 및 항산화 효과는 간암 발생 위험 감소에도 기여할 수 있다. 그러나 커피에 첨가하는 설탕의 양을 조절하는 것이 중요하며, 특히 기저 질환이 있는 경우 카페인이 약물과 상호작용할 수 있으므로 의료 전문가와 상담하는 것이 권장된다. 커피와 간 건강 사이의 상관관계에 대한 연구는 현재도 계속 진행 중이다. 이러한 연구들은 새로운 간 질환 치료 방법을 찾는 데 중요한 기여를 할 것으로 기대된다. 과학자들이 이 복잡한 관계를 더 깊이 연구함에 따라, 커피가 단순히 아침 기분을 좋게 하는 음료를 넘어서 간 건강을 보호하는 역할을 할 수 있다는 새로운 가능성이 드러날 것으로 보인다.
- IT/바이오
2023-11-30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 다음 마지막