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고에너지 레이저로 3D 프린팅 금속 미세 조정 기술 개발
- 고에너지 레이저로 3D 프린팅 금속을 미세조정하는 기술이 개발됐다. 금속 3D 프린터는 기본적으로 재료를 층층이 쌓아 올리는 일반적인 3D 프린터의 원리를 따른다. 이 과정에서 금속 분말(파우더)을 프린터 바닥에 얇게 펴 바르고, 제품의 형상에 맞게 해당 금속 분말 부위에 고출력, 고정밀 레이저를 적용한다. 레이저의 고열에 의해 금속 파우더가 미세 용융되면서 입자들이 결합한다. 이러한 과정에서 레이저로 금속을 미세 조정하는 기술이 최근 개발되어 주목 받고 있다. 미국 과학 전문 매체 뉴아틀라스(newatlas)는 영국 케임브리지 대학교가 주도하는 연구팀이 고에너지 레이저를 사용해 금속의 복잡한 형태를 손상시키지 않으면서 3D 프린팅 금속의 특성을 미세 조정하는 새로운 기술을 개발했다고 보도했다. 적층 인쇄나 3D 프린팅은 엔지니어링과 제조 분야에서 점점 더 중요한 도구로 자리 잡고 있지만, 여전히 해결해야 할 중요한 단점들이 있다. 이를 극복하기 위한 새로운 접근 방식이 필요하다. 3D 프린팅 금속은 일반적으로 금속 합금의 미세한 분말을 얇은 층으로 놓는 기계를 사용한다. 이 과정에서 디지털 모델에 따라 레이저 또는 전자빔으로 각 층을 녹이거나 소결(분말 입자들이 가열 등의 활성화 과정을 거쳐 하나의 덩어리로 되는 과정)하고, 새로운 층을 추가한다. 프린팅이 완료된 후에는 여분의 파우더를 제거하고 최종 제품을 완성한다. 이 방식을 통해 복잡한 형태를 빠르게 제작할 수 있지만, 금속 제품 제작에는 형태 외에도 고려해야 할 요소가 많다. 금속의 물리적, 화학적, 기계적 특성 간의 복잡한 상호작용이 중요한데, 이를 적절히 제어하지 못하면 최종 제품의 품질이 떨어질 수 있다. 예를 들어, 3D 프린팅으로 제작한 칼은 전통적인 방식으로는 어려운 복잡한 곡선과 정교한 디자인을 구현할 수 있지만, 금속 자체의 특성을 고려하지 않으면 칼날이 쉽게 부러지거나 너무 부드러워질 수 있다. 이는 3D 프린팅의 복잡한 형태 제작에서 해결해야 할 주요 과제다. 금속 작업자들은 수천 년의 경험과 최근 과학의 발전을 바탕으로 금속의 특성을 효과적으로 제어할 수 있는 검증된 기술을 개발해왔다. 금속 가공의 과정에는 금속을 가열하고 두드려 그 결정 구조를 변화시키는 작업이 포함된다. 가열, 냉각, 단조(고체인 금속재료를 해머 등으로 두들기거나 압력을 가하는 기계적인 방법으로 일정한 모양으로 만드는 조작) 과정을 통해 조절함으로써, 금속 조각은 메스에서 I빔(I-Beams)에 이르기까지 다양한 용도에 적합한 구조로 미세 조정될 수 있다. 그러나 이러한 방식은 단순한 모양의 금속 물체에는 적용될 수 있지만, 복잡한 3D 프린팅된 형태에는 적용하기 어렵다. 용광로에 넣거나 망치로 두드리는 방법은 3D 프린팅의 목적에 부합하지 않기 때문이다. 이 문제를 해결하기 위해 싱가포르, 스위스, 핀란드, 호주의 연구원들로 구성된 케임브리지 대학 팀은 현장에서 금속의 특성을 변경하기 위해 레이저를 사용하는 방법을 적용하기로 했다. 이 아이디어의 핵심은 레이저를 사용해 스테인리스 스틸로 만들어진 완성된 물체의 특정 부분을 선택적으로 녹여 결정 구조를 변경하는 것이다. 이 방식을 통해 연구팀은 3D 인쇄된 금속의 취성(매우 적은 변경에도 파괴되는 경우, 이를 '깨지기 쉽다'고 하고 그 정도를 '취성'이라고 함) 문제를 해결하고 금속을 강화하는 데 성공했다. 레이저를 사용한 이러한 미세한 재가열 과정은 전통 금속 가공에서 망치로 쇠를 단련하는 것과 유사하다. 연구팀은 금속을 연마하는 전통적인 기술에 착안하여 3D 프린팅에서 유사한 결과를 얻기로 했다. 예를 들어, 고품질의 칼날을 만드는 전통적인 방법 중 하나는 강철과 철을 사용해 여러 번 용접하고 두드리는 것이다. 이 과정에서 두 금속이 정밀하게 층을 이루며 칼날이 형성된다. 이러한 방법을 통해 칼 대장장이는 칼날 전체의 특성뿐만 아니라 특정 부분의 특성도 제어할 수 있으며, 결과적으로 칼날의 중앙은 유연하고, 가장자리는 날카롭게 유지된다. 케임브리지 대학 연구팀은 레이저로 처리한 부위와 처리하지 않은 부위를 번갈아 가며 대장장이가 구사한 것과 흡사한 기술을 개발했다. 이 기법을 통해 그들은 제품의 최종 속성을 효과적으로 제어할 수 있었다. 케임브리지 공학부의 마테오 세이타(Matteo Seita) 박사는 "이 방법이 금속 3D 프린팅 비용을 줄이고, 결과적으로 금속 제조 산업의 지속 가능성을 향상시킬 수 있다고 생각한다"며 "가까운 미래에 용광로의 저온 처리 과정을 우회하여, 3D 프린팅 부품을 엔지니어링 분야에 사용하기 전에 필요한 단계를 더욱 줄일 수 있기를 바란다"고 말했다. 한편, 최근 미국 캘리포니아 공과대학교(칼텍, Caltech) 연구팀은 독감 바이러스만큼 작은 금속재료로 3D 프린팅에 성공했다. 칼텍의 제조 방법에 따르면 150나노미터(독감 바이러스와 비슷한 크기)의 작은 금속재료를 비슷한 크기의 기존 재료보다 3~5배 더 견고하게 만들 수 있다. 또한 한국의 한국재료연구원은 용접기법을 사용하는 3D 프린팅 과정에서 용융금속의 부피를 제어하는 원천기술을 개발했다. 이를 통해 3차원 공간에서 금속을 자유롭고 연속적으로 프린팅할 수 있는 금속 3D 프린팅 펜 기술을 개발했다. 금속 3D 프린팅 펜 기술의 장점은 3차원 공간에서 용접토치가 움직이는 방향대로 금속을 연속적으로 적층 제조할 수 있다는 것이다. 기존 레이저 기반 금속 3D 프린팅과 비교할 때, 장비 구축 비용이 낮고 상용 용접재료를 사용해 빠르게 적층제조 할 수 있다. 또한 제조시간이 단축되고, 층간 경계가 없으며, 치밀한 미세조직을 형성해 우수한 기계적 성질을 갖는 제품을 만들 수 있다.
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- 산업
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고에너지 레이저로 3D 프린팅 금속 미세 조정 기술 개발
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美 캘텍, 바이러스만큼 작고 강력한 3D 프린팅 금속 개발
- 독감 바이러스보다 작고 내결함성이 크게 향상된 새로운 3D 프린팅 금속이 개발됐다. 현재의 3D 프린터는 완성된 모형의 품질이 기존 제품보다 떨어진다는 단점이 있었다. 과학기술 전문매체 톰스하드웨어(tom’s HARDWARE)는 최근 미국 캘리포니아 공과대학교(캘텍, Caltech) 연구자들이 독감 바이러스만큼 작은 금속재료로 3D 프린팅에 성공한 사례를 소개했다. 캘텍의 제조 방법에 따르면 150나노미터(독감 바이러스와 비슷한 크기)의 작은 금속재료를 비슷한 크기의 기존 재료보다 3~5배 더 견고하게 만들 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이 방법으로 금속을 3D 프린팅하는 것이 좋은 이유는 무엇일까. 작은 규모의 재료 제조는 원자 수준에서 복잡한 미세 구조를 가지며, 이는 큰 금속 물체에서 심각한 결함을 일으킬 수 있다. 그러나 나노 규모에서는 상황이 달라진다. 완벽하고 결함이 없는 나노 기둥은 자체적인 접촉으로 인해 무너질 수 있지만, 결함이 많은 나노 기둥은 오히려 결함에 대한 내성이 크게 향상된다. 이번 연구 논문의 주 저자인 웬싱 창(Wenxin Zhang)에 따르면, 나노 구조물 내부의 기공은 전체 구조를 약화시키기보다는 결함을 거의 즉시 중단시킬 수 있다. 이는 무엇을 의미할까. 나노 규모에서 물리학의 법칙이 매우 독특해지며, 이 분야의 기술 발전에 따라 우리는 이러한 비정상적이고 모순적인 현상을 더 자주 목격하게 될 것이다. 더 중요한 것은, 이러한 발견이 나노 크기의 센서, 열 교환기 등과 같이 매우 유용한 다양한 제품을 제조하는 데 사용될 수 있다는 점이다. 비록 기술적으로는 3D 프린팅의 일종이지만, 캘텍 연구소에서 사용되는 나노 스케일 재료의 특수 제작 과정은 소비자용 최고의 3D 프린터에서 구현하기는 거의 불가능할 것이다. 이 과정은 매우 복잡하며, 감광성 혼합물을 만드는 것부터 시작해, 이 혼합물을 레이저로 경화시키고, 니켈 이온이 함유된 용액을 주입하며, 물질을 굽고, 부품에서 화학적으로 산소 원자를 제거하는 단계를 포함한다. 3D 프린팅은 평면의 문자나 그림을 인쇄하는 것이 아니라, 입체적인 형태를 만들어내는 과정이다. 이 기술은 3차원 공간에 실제 사물을 생성하여 의료, 생활용품, 자동차 부품 등 다양한 물건을 제작할 수 있다. 3D 프린터에는 잉크 대신 플라스틱, 나일론, 금속과 같이 입체 도형을 만드는 데 사용되는 재료가 들어 있다. 이러한 재료를 활용하는 기술의 발전으로 이제는 고무, 종이, 콘크리트, 심지어 음식까지 다양한 재료를 이용한 3D 인쇄가 연구되고 있다. 한편, 한국의 정형외과용 임플란트 기업 오스테오닉이 자체 기술로 개발한 3D 프린팅 척추 임플란트 제품인 ‘지니아 3D 프린티드 케이지(ZINNIA 3D Printed Cage)’를 최근 출시했다. 이 제품은 인체 친화적인 티타늄 파우더로 3D 프린팅되어 척추 퇴행성 질환, 디스크 손상 또는 탈출 등의 치료에 사용되는 추간체 유합 보형재다. '지니아 3D 프린티드 케이지'는 인체 뼈의 해면골 구조를 모방한 다공성 설계로, 기존의 추간 유합 보형재와 달리 뼈 형성을 조기에 촉진하는 ‘생체 모방 다공성 스캐폴드’가 특징이다.
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- 생활경제
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美 캘텍, 바이러스만큼 작고 강력한 3D 프린팅 금속 개발
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美 텍사스 주립대 "한의학, 심장마비 후 합병증 감소"
- 약 2년 전 심근경색으로 인한 갑작스러운 심장마비로 위독한 상황에 처했던 J씨(남·60대)는 2개월여의 치료 후 건강을 회복하고 퇴원했다. 그는 이후 한의원을 방문하여 체질 분석과 침술, 한약 치료를 받았고, 이러한 방법들이 자신에게 큰 도움이 되었다고 전했다. 최근 한의학이 심장마비, 뇌졸중, 사망 등의 심각한 합병증을 감소시키는 데 효과가 있다는 연구 결과가 발표됐다. 미국 텍사스 주립대 사우스웨스턴 메디컬 센터(UT Southwestern Medical Center) 연구팀은 STEMI 후 주요 심장 및 뇌혈관 합병증의 위험을 감소시키는지 확인하기 위해 중국 전통 의학인 통심락캡슐(tongxinluo capsule, 通心絡膠囊)에 대한 최초의 서양식 임상 시험 중 하나를 수행했다. 미국 매체 뉴아틀라스(newatlas)는 한의학 치료 효과가 최대 1년까지 지속됐으며 이를 통해 한의학 치료법에 대해 더 연구하고 개선할 수 있는 길을 열었다고 평가했다. 해당 매체는 또한 ST분절 상승 급성심근경색증(STEMI)이 관상동맥의 완전 또는 거의 완전한 폐쇄로 인해 발생하는 가장 치명적인 심장마비 유형이라고 설명했다. STEMI는 몇 시간 내에 심장에 영구적인 손상을 일으킬 수 있으며, 추가적인 심장마비, 부정맥, 심부전, 뇌졸중의 위험을 증가시킨다고 알려져 있다. 이번 연구의 공동 저자 중 한 명인 에릭 피터슨(Eric Peterson)은 “현재 사용되는 많은 약물은 자연 요법이나 가정 요법 연구를 통해 처음으로 인식됐다”며 “우리는 이러한 장점을 가져온 전통 한의학의 정확한 활성 성분과 작용 메커니즘을 알지 못하지만, 이 치료법을 탐구하고 개선해야 한다는 점을 시사한다”고 말했다. '심장의 네트워크를 연다'는 뜻의 통심락캡슐은 중국에서 심장마비나 뇌졸중을 앓은 환자를 치료하는 전통적인 치료법으로 오랫동안 사용되어 왔다. 1996년 중국 국가식품의약국은 세포 및 동물 모델에서 유용한 결과를 바탕으로 협심증과 뇌졸중에 대한 통심락 캡슐 사용을 승인했다. 이 약은 인삼, 거머리, 전갈, 매미, 지네, 바퀴벌레, 백단향, 유향 등의 약초와 동물 추출물을 혼합한 것이다. 연구팀은 중국 내 124개 임상 센터에서 지난 2019~2020년 사이에 STEMI를 앓은 환자 3777명을 모집했다. 이들은 심장마비 발생 후 몇 시간 내에 관상동맥 혈전을 외과적 또는 화학적으로 제거해 치료를 받았다. 이후 1년 동안 아스피린과 같은 표준 치료법이나 베타 차단제와 같은 약물 외에도 환자의 절반이 무작위로 통심락캡슐을 투여받았다. 나머지 절반은 통심락캡슐과 모양, 냄새, 맛이 비슷한 위약을 복용했다. 연구진은 1년에 걸쳐 주요 부작용인 심장 사망, 반복적인 심장 공격, 뇌졸중 및 심장 혈류를 복원하기 위한 응급 수술을 결합한 주요 부정맥이 발생한 빈도를 추적했다. 그들은 30일째에 위약군에 비해 통심락캡슐을 복용한 환자의 주요심뇌혈관사건(MACCE)가 약 30% 더 낮다는 것을 발견했다. 임상 치료 후에도 효과는 1년 동안 지속됐다. 통심락캡슐을 복용한 환자들은 심장병 사망 위험이 25% 감소하는 등 MACCE의 개별 구성 요소에 대한 위험도 더 낮았으며, 통심락캡슐의 주요 부작용도 관찰되지 않았다. 이번 연구의 공동 저자 잉 시안(Ying Xian) 신경학과 종신 부교수는 "많은 약물이 전통 중국 의학이 보여준 만큼의 인상적인 효과를 얻지 못했다"라며 "통심락캡슐은 추가적인 연구를 통해 그 가치를 입증할 필요가 있다"고 말했다. 통심락캡슐에는 다양한 성분이 포함되어 있어, 추가 연구는 이 성분들 중 어떤 것이 심장 공격 후 합병증의 위험을 줄이는 데 기여하는지 밝히는 데 중점을 둘 것으로 예상된다. 전통 의학이 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받기 위해서는 연구 결과가 다른 인구집단에서도 재현될 필요가 있다.
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- 생활경제
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美 텍사스 주립대 "한의학, 심장마비 후 합병증 감소"
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해양 플라스틱 쓰레기 수거 선박 '만타', 혁신 기술로 주목
- 최근 기후 변화와 해양 보호에 긍정적인 영향을 미치는 혁신적인 기술이 화제가 되고 있다. 콘텐츠 제작자 샘 벤틀리가 소개한 해양 플라스틱 쓰레기 청소 선박인 '만타'가 그 주인공이다. 야후 파이낸스 보도에 따르면, 벤틀리는 자신의 동영상을 통해 해양 오염 방지 조직 '더 씨 클리너스'가 개발한 이 혁신적인 플라스틱 수거 선박 '만타'의 작동 방식에 대해 설명했다. 만타는 태양열과 풍력을 이용한 혼합 발전 시스템을 탑재하고 있다. 이 선박은 수거한 플라스틱을 연료로 재활용하는 폐기물-에너지 전환 장치를 통해 최대 20시간 동안 지속적인 운영이 가능하다. 만타는 매 시간 약 3톤의 쓰레기를 해양에서 제거할 수 있으며, 수거된 쓰레기는 플라스틱, 유리, 알루미늄 등으로 분류되어 육상에서 재활용된다. 또한, 만타는 대형 해양 오염 물질을 수거하기 위한 크레인과 얕은 해역에서 플라스틱 쓰레기를 수거하는 데 특화된 소형 선박을 갖추고 있어, 다양한 환경에서의 청소 작업이 가능하다. 플라스틱 오염은 물 공급원에 유해 화학 물질을 방출하고 해양 생물에게 위험한 미세 플라스틱을 축적시켜 해양 생태계에 심각한 피해를 준다. 콘텐츠 제작자 샘 벤틀리의 만타 소개 동영상은 시청자들에게 큰 인상을 남겼다. 많은 사람들이 댓글을 통해 만타의 성능에 감탄하고 그 혁신성에 매료되었다고 밝혔다. 한 사용자는 "너무 멋진 기술이라 널리 알려야 한다"고 언급했고, 다른 사용자는 "정말 놀라운 발명"이라고 칭찬했다. 또 다른 사용자는 "이러한 긍정적인 메시지를 전하고, 사람들에게 희망과 미소를 선사해서 감사하다"고 댓글을 남겼다. 환경보호 단체 '더 씨 클리너스'에 따르면, 매년 전 세계적으로 약 3억 8000만 톤의 플라스틱이 생산되며, 이 중 절반은 일회용 제품이다. 플라스틱 폐기물 중 최대 32%가 자연 환경으로 유입되고 있는데, 특히 해양 환경이 큰 위험에 처해 있다. 매년 9톤에서 14톤 가량의 플라스틱이 바다로 유입되는 것으로 추정된다. 이러한 상황에서 만타와 같은 해양 플라스틱 청소 선박의 확대는 해양 플라스틱 오염을 크게 줄일 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 그러나 궁극적으로 플라스틱의 생산과 사용을 줄이는 것이 더욱 중요할 수 있다. 대부분의 플라스틱은 원유와 같은 화석 연료를 기반으로 만들어지며, 제조 과정에서 상당량의 온실가스를 배출한다. 또한, 플라스틱 제조에 사용되는 독성 물질은 장기적으로 사람들의 건강에 여러 가지 위험을 초래할 수 있다. 플라스틱은 자연환경에서 수백 년 동안 머무르며, 자연적으로 분해되지 않는 특성을 가지고 있다. 이러한 상황에서 만타와 같은 해양 플라스틱 청소 선박은 이미 발생한 플라스틱 오염 문제에 대한 효과적인 해결책을 제공한다. 그러나 장기적으로는 플라스틱에 대한 의존도를 줄이는 것이 플라스틱으로 인해 발생할 수 있는 환경적 피해를 예방하는 데 더욱 중요할 수 있다. 지속 가능한 대안의 사용과 플라스틱 사용을 줄이는 노력이 결합될 때, 플라스틱 오염 문제에 대한 보다 근본적인 해결책을 찾을 수 있을 것이다.
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해양 플라스틱 쓰레기 수거 선박 '만타', 혁신 기술로 주목
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중국, 외국 투자자본 3분기 첫 순유출 기록…'디리스킹 영향'
- 중국에서 외국 투자자본이 2023년 3분기에 처음으로 순유출을 기록한 것으로 나타났다. 연합뉴스는 6일 로이터통신과 월스트리트저널(WSJ)을 인용, 이는 중국 외환 당국이 데이터 수집을 시작한 1998년 이후 약 25년 만에 처음 있는 일이라고 보도했다. 지난 3일 발표된 중국 국제수지 잠정치에 따르면, 중국의 외국인직접투자(FDI)의 척도인 직접투자부채가 3분기(7월~9월)에 118억 달러(약 15조 3000억 원) 적자를 기록했다. 이는 분기별 기준으로 외국 자본 유입이 유출을 초과한 첫 사례다. 로이터통신은 이러한 현상이 지학적 긴장이 고조되는 가운데 서방 정부들의 디리스킹(de-risking·위험 제거) 전략의 영향으로, 중국이 투자 유치에 어려움을 겪고 있는 것으로 분석했다. 또한 기초수지, 즉 경상수지와 직접투자 잔액을 합한 결과도 32억 달러(약 4조원) 적자를 기록했다. WSJ는 외국 기업들이 중국 경제의 성장과 함께 벌어들인 수익을 해외로 이전하고 있다고 진단했다. 분석에 따르면, 외국기업들은 지난 9월까지 6분기 연속, 약 1600억 달러(약 208조 원) 이상의 수익을 중국에서 빼내간 것으로 나타났다. 이러한 자금 유출은 높은 금리, 미국과의 긴장, 경제적 취약성 등으로 중국의 투자 매력이 약화되고 있음을 시사한다고 WSJ은 보도했다. 한편, 최신 데이터에 따르면, 중국 내 달러화 대비 위안화 거래량이 지난 10월 사상 최저치를 기록했다. 10월 역내 달러 대비 위안화 거래량은 지난 8월 대비 73% 감소한 1조 8500억 위안(약 330조 원)으로, 위안화 가치는 올해 미국 달러 대비 5.7% 평가절하되며 9월에는 10년 만에 최저치를 기록했다. 골드만삭스는 "중국 내 외국인직접투자의 약세 중 일부는 다국적 기업의 수익 송금 때문일 수 있다"며 선진국과의 금리 차이도 한몫했다고 밝혔다. 이어 "중국의 금리는 '장기적으로 낮아지고' 중국 외 지역의 금리는 '장기적으로 높아짐'으로 인해 자본 유출 압력이 지속될 가능성이 높다"고 덧붙였다. OCBC의 중화권 리서치 책임자 토미 시에(Tommy Xie)는 "위안화에 압력을 가할 수 있는 이러한 역학 관계를 고려할 때 중국 당국의 지속적인 전략적 대응이 예상된다"고 진단했다.
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중국, 외국 투자자본 3분기 첫 순유출 기록…'디리스킹 영향'
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쌍용C&E, 탄소 중립 실현 위해 8천억 규모 설비 투자
- 쌍용C&E가 시멘트 생산으로 인한 환경 영향을 최소화하고자 2030년까지 약 8000억 원 규모의 대대적인 설비 투자 계획을 6일 발표했다. 이는 국내 시멘트 산업을 선도하는 기업으로서의 자발적인 사회적 책임을 다하기 위한 조치로, 투자를 통해 탄소 배출량과 대기 오염물질의 배출을 대폭 줄이는 것이 목표다. 쌍용C&E는 2030년까지 2018년 대비 탄소 배출량을 25% 이상 감축하고, 2050년까지는 53%까지 감축할 계획을 세웠다. 잔여 배출량은 탄소 포집 기술의 도입 등을 통해 지속해서 줄여나갈 예정이다. 시멘트 산업은 1500℃ 이상의 초고온으로 석회석(CaCO3)을 소성하여 생석회(CaO)를 추출하는 과정에서 상당한 양의 탄소를 배출한다. 시멘트 생산 과정에서는 1500℃ 이상의 초고온 소성 공정을 거치며, 이 과정에서 질소산화물(NOx)의 발생은 불가피한 상황이다. 이로 인해 시멘트 산업은 전기 발전, 철강, 석유화학 산업에 이어 높은 탄소 배출량을 가진 산업 중 하나로 꼽힌다. 쌍용C&E는 시멘트 제품의 생산 과정에서 발생하는 대기 오염 및 기타 환경적 영향을 최소화하기 위해, 관련 설비 투자를 확대할 계획이다. 현재, 질소산화물 저감을 위해 선택적 비촉매환원(SNCR) 설비가 사용되고 있지만, 이 방법의 저감 효율이 낮다는 문제가 있다. 저감 효율을 높이기 위해서는 SCR 설비를 도입하는 것이 필요하지만, 기술적 및 경제적 고려사항으로 인해 도입 과정에 어려움을 겪고 있다. 이에 대응하여 쌍용C&E는 대체 연료 사용 확대, 저탄소 원료 대체율 향상, 새로운 기술 개발 등 다양한 방법을 통해 탄소 배출 감소 목표를 달성할 방침이다. 특히, 소성 공정에서 화석 연료를 대체할 수 있는 다양한 연료 사용을 증대시키는 것이 주요 전략 중 하나다. 쌍용C&E는 지난해까지 이미 약 2200억 원을 투자하여 관련 설비와 인프라를 구축하는 첫 단계의 투자를 마쳤다. 이어서 향후 1400억 원을 추가로 투자하여 화석 연료 사용량을 더욱 줄이는 방안을 모색하고 있으며, 이를 통해 2030년까지는 전 세계 시멘트 업계에서 최초로 탈석탄을 실현하겠다는 계획을 세웠다. 이 회사는 탄소 배출량이 많은 석회석을 대체할 수 있는 생석회의 공급원을 지속적으로 확대하고, 시멘트 공정에 특화된 탄소 포집 기술을 도입하고 활용해 추가적인 탄소 감축을 추진할 예정이다. 더불어 시멘트 제품 생산 과정에서 발생하는 대기오염이나 기타 환경 영향을 최소화하기 위한 설비 투자도 확대한다. 초고온 소성 공정에서 질소산화물(NOx) 배출을 줄이기 위해, 쌍용C&E는 국내외의 다양한 기술을 면밀히 검토하고 있으며, 정부가 주도하는 저감 기술 실증 사업에도 적극적으로 참여할 계획이다. 이 회사는 질소산화물 배출량을 현재 수준에서 30% 이상 줄이겠다는 목표를 세웠다. 제조 공정 중 발생하는 배출 먼지는 여과 효율이 높은 여과집진기를 사용하여 효과적으로 제거하고, 비산 먼지 발생 가능성이 있는 시설에 대해서는 옥내화 등의 방법을 통해 미세먼지 발생을 최소화할 방침이다. 또한, 쌍용C&E는 시멘트 제조 공정 중 순환 자원 사용에 따른 안전성 문제 등의 우려를 해결하기 위해 정부, 이해관계자, 비정부기구(NGO) 등이 함께 참여한 '시멘트 환경관리 선진화 민관포럼'의 연구 결과를 적극적으로 반영할 예정이다. 이현준 쌍용C&E 사장은 이와 관련하여, "시멘트 산업은 탄소 배출량이 많은 특성상 기후 변화에 일정 부분 영향을 미치고 있다는 점을 인정한다"고 말하면서 "그럼에도 불구하고, 우리는 환경 개선을 위한 대규모 투자를 통해 세계적인 목표인 탄소중립을 실현하고 환경 영향을 최소화함으로써 지속 가능한 성장과 발전을 이룰 수 있는 회사로 발돋움하기 위해 적극적으로 노력할 것"이라고 밝혔다.
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쌍용C&E, 탄소 중립 실현 위해 8천억 규모 설비 투자
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아침 샤워 vs. 저녁 샤워, 건강에 더 좋은 것은?
- 아침에 샤워하는 것과 저녁에 샤워하는 것 중에서 어떤 방법이 건강에 더 좋은지 논쟁이 한창이다. 야후 뉴스에 따르면 피부과 전문의들은 아침 또는 저녁에 매일 샤워를 하는 것은 일반적으로 몸을 깨끗하고 건강하게 유지하는 데 충분하다고 한다. 하지만 일부 사람들은 아침 샤워와 저녁 샤워 중에서 각자 선호하는 시간이 있다. 클리블랜드 클리닉의 피부과 전문의인 알록 비즈(Alok Vij) 박사는 "백 명의 다른 의사에게 물어보면 백 가지의 다른 답변을 얻게 될 것이다. 많은 경우 개인적인 선호도에 따라 결정된다"라고 말했다. 비즈 박사는 아침 샤워와 저녁 샤워 사이의 일반적인 위생 측면에 대한 논쟁에 '확실한' 답이 있다고 믿지만 몇 가지 조건에 따라 달라질 수 있다고 했다. 그는 "만약 몸이 땀 등으로 더러워졌거나 모기 퇴치제, 선크림과 같이 향이 강하거나 화학 성분이 포함된 제품을 사용한 경우에는 잠자기 전에 샤워하는 것이 중요하다. 그러나 운동을 하지 않았고 땀을 많이 흘리지 않아 깨끗한 상태를 유지했다면 굳이 샤워할 필요는 없다"고 조언했다. 피부 민감하면 저녁 샤워 권장 메이요 클리닉 피부과의 던 마리 데이비스(Dawn Marie Davis) 박사는 "일반적으로 피부가 더럽거나, 자극을 받았거나, 땀을 흘린 후에 샤워를 해야 한다"는 데 동의한다고 말했다. 데이비스 박사는 "민감한 피부 환자, 특히 아토피 피부염(습진) 환자는 잠자기 전에 샤워하거나 목욕을 하는 것이 피부에서 자극물을 제거하고 수면 위생에 도움이 된다"고 말했다. 비즈 박사는 습진이나 건선 환자는 국소 약물을 바르기 전에 가려운 피부를 진정시키기 위해 저녁에 샤워하는 것이 도움이 될 수 있다고 덧붙였다. 한편, 피부과 전문의들에 따르면 샤워 시간에 관계없이 침대에는 피부의 죽은 세포와 땀이 쌓여 있는 것이 일반적이다. 침대 시트 최소 2주에 1회 세탁 권장 웹MD(WebMD)에 게재된 피부과 전문의 리뷰에 따르면, 피부는 끊임없이 죽은 세포를 벗겨내고 있으며 평균적으로 매일 약 5억 개의 세포를 잃고 있다. 비즈 박사는 죽은 세포는 하루 1g이상 해당하며 수면 중에 연간 약 98리터(26갤런)의 수분을 땀으로 배출한다고 말했다. 그는 땀 자체는 무균이지만 종종 표피 바깥층의 기름이나 단백질과 섞여 박테리아가 번식할 수 있는 환경을 조성한다고 설명했다. 비즈 박사는 "죽은 피부 세포와 박테리아는 침대 시트를 씻을 때까지 그대로 남아 있을 것"이라고 지적했다. 그는 침대 시트는 최소 2주에 한 번, 수면 중에 땀을 많이 흘리거나 피부가 쉽게 자극되는 사람은 일주일에 한 번씩 교체하는 것이 좋다고 권장했다. 또한 베개는 최소 6개월에 한 번씩 세탁해야 한다고 덧붙였다. 아침 샤워, 활기찬 하루 시작 아침 샤워를 지지하는 사람들은 아침 일찍 샤워를 하면 잠에서 깰 수 있다고 답했다. 수면 재단이 실시한 2022년 설문 조사에 참여한 아침 샤워 참가자는 81%가 하루를 활기차게 시작했다고 응답했다. 별도의 2023년 설문 조사에서는 아침 샤워 참가자 중에서 조금 더 많은 비율이 밤에 목욕을 한다고 응답한 사람들보다 직장에서 더 생산적이고 활력이 넘친다고 답했다. 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스의 연구자들은 12개 이상의 수면 데이터를 분석한 결과 잠자리에 들기 최소 1시간 전에 따뜻한 목욕이나 샤워를 하면 신체의 온도를 조절하고 더 빨리 잠들도록 돕는다는 결과를 도출했다. 이처럼 아침 샤워와 저녁 샤워 중 어느 것이 더 건강에 좋은지에 대한 정답은 없다. 개인의 선호도와 상황에 따라 선택하는 것이 가장 좋으나, 침대 시트는 청결한 상태를 유지하는 것이 중요하다
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- 생활경제
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아침 샤워 vs. 저녁 샤워, 건강에 더 좋은 것은?
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이탈리아 해군, 드론으로 지중해 희토류 채굴 나선다
- 이탈리아 해군이 지중해에서 리튬 등 희토류 채굴에 나선다. 유럽 방위 전문매체 디펜스 뉴스는 지난 10월 26일(현지시간) 이탈리아 군 고위관계자를 인용, 이탈리아 해군이 곧 지중해의 해저 희토류 채굴을 검토중이라고 보도했다. 마테오 페레고 디 크렘나고(Matteo Perego di Cremnago) 이탈리아 국방부 차관은 디펜스 뉴스와의 인터뷰에서 "지중해 해저에 희토류가 있다는 것을 알고 있다"며 "바다 밑으로 들어가서 채굴할 수 있다"고 말했다. 희토류 광물과 리튬은 배터리, 휴대폰, 레이저, 위성이나 마이크로칩을 만드는 데 핵심 원료로 서구에서 수요가 매우 높다. 현재 중국이 희토류 매장량이 세계에서 가장 풍부한 것으로 알려졌다. 유럽에서는 육지에서 채굴할 수 있는 희토류를 찾는 작업이 진행 중이지만, 조사에 따르면 바다 밑에도 희토류가 풍부한 지층이 존재한다. 크렘나고 국방부 차관은 해저 희토류 채굴을 보호하고 해저 인터넷 케이블 방어할 수 있을 것으로 예측했다. 그는 이탈리아 해군은 이러한 전략적 노력에 보안을 제공할 수 있는 방법을 계획하기 위해 이미 업계와 논의하고 있다고 덧붙였다. 차관은 "해군은 잠수부, 잠수함, 기뢰 제거기 등을 제공할 수 있으며 무인 기술이 중요할 것"이라고 말했다. 그는 "해저에서 활동 후 수면으로 올라와 태양 에너지로 자율 재충전할 수 있는 드론은 인프라와 해저 채굴을 모니터링할 수 있을 것"이라고 설명했다. 전기자동차 배터리에 필수적이며 전 세계가 가스 연료 차량에서 탈피하는 데 핵심적인 역할을 하는 리튬은 주로 호주와 중국, 남미에서 채굴된다. 유럽은 2050년까지 35배 더 많은 리튬이 필요할 것으로 예측하고 있다. 유럽위원회의 우르줄라 폰 데어 라이엔 위원장은 백색 분말인 리튬이 "곧 석유와 가스보다 훨씬 더 중요해질 것"이라고 말했다. 지난해 발트해에서 발생한 노르드 스트림 가스관 공격 이후 전략적 해저 인프라를 보호해야 할 필요성이 더욱 절실해졌다. 공격 이후 이탈리아 해군은 이탈리아 최대 민간 케이블 공급업체와의 계약의 일환으로 잠수함을 사용해 지중해 해저 인터넷 케이블을 감시하고 방해 행위를 저지하기로 약속했다. 올해 이탈리아는 해저에서 전 세계를 가로지르는 에너지 파이프라인과 인터넷 케이블에 대한 해저 보안을 강화하기 위한 EU의 영구 구조 협력(PESCO) 계획의 새로운 프로젝트를 주도하고 있다. 이탈리아 해군 관계자는 가까운 미래에 파이프라인과 케이블을 순찰하는 해저 해군 드론이 해저에 있는 충전소에 들러 배터리를 충전하고 데이터를 전송하면 몇 달 동안 잠수 상태를 유지할 수 있게 될 것이라고 말했다. 페레고 디 크렘나고 차관은 해저 인프라를 보호하는 해군의 미래 역할은 내년에 이탈리아 라 스페치아(La Spezia)에 문을 열 예정인 새로운 해저 기술 센터에서 기업, 대학, 연구센터, 해군을 한데 모아 연구할 것이라고 말했다. 한편, 환경 단체들은 해저 채굴이 해저의 자연 서식지를 훼손할 것이라고 주장하며 희토류 채굴 중단을 촉구했다. 한국, '탐해3호'로 해저 희토류 탐사 한국도 희토류 등 자원을 탐사하기 위해 한국지질자원연구원에서 '탐해(探海) 3호'를 운용하고 있다. 1868억원에 이르는 대규모 연구개발(R&D) 예산이 투입된 탐해3호는 2023년 7월6일 진수식을 가졌다. 탐해3호는 내년 4월부터 석유가스 등 해저 자원 탐사, 이산화탄소 해저 저장소 선정, 해저지층구조 변화 탐지 등 다양한 임무를 수행할 예정이다. 산업통상자원비가 건조비를 지원했고 지질자원연구원에서 운용하게 된다. 그동안은 탐해 2호가 1997년 취항해 26년여간 물리탐사연구를 수행했다. 지질연이 완성한 '태평양 해저 희토류 지도'에 따르면 태평양 해저 0~5m 기준으로 현재 희토류 매장이 확인된 지역은 159곳에 이른다. 희토류가 비교적 고르게 분포된 남위 30도, 서경 140도 부근 남태평양 1개 지역에서만 약 4860t가량 매장돼 있는 것으로 추정된다. 네오디뮴 등 핵심 5개 희토류의 경제적 가치만 2400억원 가량에 이른다. 연구진은 희토류 매장 지역의 특성을 인공지능(AI)으로 분석해 서태평양 등 매장 가능성이 높은 지역을 추가로 예측하고 있다.
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이탈리아 해군, 드론으로 지중해 희토류 채굴 나선다
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이탈리아 로봇 스타트업, 해변 모래 청소 로봇 공개
- 이탈리아에서는 최근 해변 청소 로봇이 새로 등장하여 휴가철 해수욕장의 쓰레기 문제를 해결하는 데 도움을 주고 있다. 미국의 기술 전문 매체 '인터레스팅엔지니어링(InterestingEngineering)'에 따르면, 이탈리아 스타트업 '카보니엄(Carbonium)'이 '메이커 페어 로마 2023(Maker Faire Rome 2023)'에서 새로운 해변 청소 로봇 '샌디(Sandy)'를 선보였다. 샌디는 깊이 파묻힌 쓰레기도 제거할 수 있도록 설계된 자율 주행형 환경 친화적인 로봇이다. 이 로봇의 주요 목표는 로봇 공학을 활용하여 환경 보호에 이바지하고, 해안의 쓰레기를 효율적이고 경제적인 방법으로 청소하면서도 지역 생태계를 보호하는 것이다. 샌디는 해변에서 자동으로 이동하며 쓰레기를 수집하고 분리하는 기능도 갖추고 있다. 로봇은 인공 지능을 활용하여 모래와 쓰레기를 분리하고, 조개 등 자연적인 요소들은 해치지 않도록 주의를 기울인다. 카보니엄의 공동 창립자 마이클 스카라머피(Michele Scaramuffi)는 "이 로봇은 환경을 보호하면서 효과적으로 해변을 청소하기 위해 만들어졌다. 예를 들면 로봇은 살아 있는 조개는 건드리지 않고 지나가는 등 자연적인 요소들에는 영향을 주지 않으면서 쓰레기를 청소할 수 있다"고 밝혔다. 카보니엄은 바리 대학의 물리학과 1학년 학생 주세페 라피에트라(Giuseppe Lapietra)와 '에도아르도 아말디(Edoardo Amaldi)' 과학 고등학교 3학년 학생 쥴리오 기스몬디(Giulio Gismondi)가 설립한 회사이다. 이 두 젊은 창업자는 고등학교 로봇 과학 연구실에서 만나, 로봇 과학 올림피아드에서 같은 팀으로 참가해 결선까지 올랐다. 그들은 "우리는 컴퓨터 과학에 대한 열정을 가지고 있고, 더 크고 어려운 도전을 받아들이려는 강한 의지를 가지고 있다"라고 자신들의 웹사이트에서 이탈리아어로 발표했다. 또한, 카보니엄은 청각 장애인들도 예술 작품을 충분히 감상할 수 있도록 도와주는 비디오 가이드 'LISA'도 개발했다. 이 가이드는 음향 장벽을 극복하고 모든 방문객이 문화유산에 보다 쉽게 접근할 수 있도록 설계되었다. 'LISA'는 오픈 소스 디자인 원칙을 따르며, 다양한 뮤지엄에 쉽게 적용하고 조절할 수 있다. 앞서 포오션과 로봇 제조사 포랄루 마린은 해양과 해안선의 유해한 쓰레기를 제거하기 위해 로봇, 비봇을 개발했다. 이 로봇은 배터리로 구동되며, 해변의 모래 위를 이동할 수 있도록 무한 궤도가 설치되어 있다. 로봇은 약 10cm 깊이의 모래와 쓰레기를 수집하며, 모래는 걸러내고 쓰레기만 남겨 청소 작업을 수행한다. 또한, 네덜란드의 스타트업 테크틱스는 마이크로소프트의 인공지능(AI) 기술을 활용하여 '비치봇'이라는 자율주행 해변 청소 로봇도 제작했다. 이 로봇은 주로 해변에서 담배꽁초와 같은 소량 쓰레기를 청소하는 역할을 맡고 있다.
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이탈리아 로봇 스타트업, 해변 모래 청소 로봇 공개
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MIT, 태양광 발전으로 수소 효율성 향상
- 수소를 공해 없이 보다 효율적으로 생산할 새로운 방법이 연구되고 있다. 매사추세츠 공과대학(MIT)의 엔지니어들은 태양열을 이용하여 물을 분해하고, 이 과정에서 온실가스를 배출하지 않는 수소를 효율적으로 생산하는 '태양열화학수소' 시스템을 개발했다고 산업 전문매체 '오일프라이스(Oil Price)'가 보도했다. 기존의 태양열 열화학 수소 생산 시스템은 효율성이 낮았지만, MIT의 설계는 수소 생산에 태양열을 최대 40%까지 활용할 수 있다. '솔라 에너지 저널(Solar Energy Journal)'에 게재된 이 신기술은 태양열을 활용해 물을 분해하고, 그 과정에서 나온 수소를 청정 연료로 사용할 수 있는 시스템이다. 이렇게 생산된 수소는 장거리 트럭, 선박, 항공기의 연료로 사용될 수 있으며, 온실가스가 전혀 배출되지 않는다. 현재 대부분의 수소 생산 방법은 천연가스나 다른 화석 연료를 사용하는데, 이는 환경에 해를 끼치는 '회색' 에너지원에 가깝다. 그러나 태양열화학수소는 오로지 재생 가능한 태양 에너지만을 사용하여 수소를 생산하므로, 환경에 해롭지 않다. 기존의 태양열화학수소 시스템은 태양광의 약 7%만 수소 생산에 활용할 수 있었고, 이로 인해 효율이 낮고 비용이 높았다는 단점이 있었다. MIT 연구팀은 새로운 설계 방법을 도입하여 태양열의 최대 40%를 수소 생산에 활용할 수 있도록 개선시켰다. 이번 연구를 주도한 아흐메드 고니엠(Ahmed Ghoniem) 교수는 "미래의 주요 연료인 수소를 저렴하게 대량 생산할 방법을 찾아야 한다"고 말했다. 그는 "2030년까지 킬로그램당 1달러로 수소를 생산하는 것이 목표다. 경제성을 개선하려면 효율성을 높이고 수집한 태양 에너지의 대부분을 수소 생산에 활용해야 한다"고 덧붙였다. MIT의 새로운 시스템은 집중형 태양열 발전소(CSP) 방식을 사용하며, 여러 거울을 이용해 태양광을 한 곳에 모아 열을 생성한다. 이렇게 모아진 열은 수소를 생산하는데 사용된다. 이 시스템의 핵심은 2단계의 열화학 반응 과정이다. 첫번째 단계에서는 금속이 증기 형태의 물에 노출되며, 이 금속은 증기에서 산소를 제거하고 수소를 추출한다. 이 과정은 '산화'라고 하며, 물과 반응하여 금속이 산화되는 것과 유사하지만, 이 과정은 훨씬 빠르게 진행된다. 수소가 한 번 분리되고 나면, 산화된 금속은 진공 상태에서 재가열되어 원래 상태로 복원된다. 이 과정에서 금속은 산소를 잃게 되고, 다시 물 증기와 반응하여 추가적인 수소를 생산하게 된다. 이러한 과정을 수없이 반복해 수소를 생산하는 것이다. 이 시스템의 구조는 원형 트랙을 따라 달리는 상자 모양의 원자로 열차와 비슷하게 구성되어 있다. 이 원형 트랙은 태양열을 집중하는 CSP 타워 주변에 배치되어 있으며, 각 원자로는 높은 온도에서 산소를 제거하고, 증기와 반응하여 수소를 생산하는 산화환원 과정을 거친다. 원자로는 먼저 아주 뜨거운 스테이션을 통과하며, 금속은 최대 1500도의 태양열에 노출된다. 이 때 금속은 고온에서 산소를 빠르게 잃고, 이후 약 1000도 정도의 스테이션으로 이동해 증기와 반응하여 수소를 생산한다. 그러나, 이 시스템은 반응기가 냉각되는 과정에서 발생하는 열을 어떻게 효과적으로 관리하고 재활용할 것인지에 대한 과제를 안고 있다. 열 재활용 없이는 시스템의 전체 효율성이 떨어져 실제로 사용하기 어렵게 된다. 또 다른 과제는 금속을 녹을 제거할 수 있도록 에너지 효율적인 진공 상태를 유지하는 것이다. 초기 프로토타입에서는 기계식 펌프를 이용하여 진공을 생성했으나, 이 방법은 대량의 수소를 생산할 때 에너지 소비가 많고 비용이 높았다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해, 시스템 내에서 발생하는 열을 대부분 회수하는 방안을 마련했다. 원형 트랙의 원자로는 열을 상호 교환할 수 있도록 설계되었으며, 이를 통해 뜨거운 반응기는 냉각되고, 차가운 반응기는 가열되어 시스템 내의 열을 보존한다. 또한, 연구팀은 에너지 소비를 줄이기 위해 첫번째 원자로 열차 주위를 돌면서 반대 방향으로 움직이는 두 번째 원자로 세트를 추가 설치했다. 이 새로운 궤도의 원자로는 보다 낮은 온도에서 작동하며, 기계식 펌프의 도움 없이도 내부 궤도의 높은 온도에서 발생하는 산소를 제거하는 데 사용된다. 외부 반응기는 에너지 집약적인 진공 펌프 없이도 내부 반응기에서 산소를 흡수하여 금속의 원래 상태로 복원하는 데 효과적이다. 두 세트의 반응기는 연속적으로 운영되어, 순수한 수소와 산소를 분리하여 생성한다. 연구팀은 이러한 개념 설계에 대해 상세한 시뮬레이션을 수행했고, 그 결과 태양열을 이용한 열화학 수소 생산 효율이 이전의 7%에서 40%로 크게 향상될 수 있었다. 고니엠 교수는 "시스템의 에너지 효율을 극대화하고 비용을 최소화하기 위해 우리는 모든 에너지 소스와 그 활용 방법을 고려해야 한다"며, "이 새로운 설계를 통해 태양에서 발생하는 열의 대부분을 활용할 수 있음을 확인했다. 이를 통해 태양열의 40%를 수소 생산에 활용할 수 있다"고 설명했다. 연구팀은 내년에 에너지부 연구소의 집중형 태양광 발전 시설에서 테스트할 프로토타입 시스템을 구축할 계획이다. 한편, 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. 연구팀은 합성된 친환경 양자점을 광전기화학 소자에 적용하여 태양광 에너지의 전 영역을 효율적으로 이용, 수소를 생산할 수 있었다. 이 연구 결과는 '카본 에너지'라는 학술지에 게재됐다.
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MIT, 태양광 발전으로 수소 효율성 향상
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친환경 배터리 재활용 기술로 알루미늄‧리튬 대량 회수
- 스웨덴 샬머스 대학의 연구팀이 전기차 폐배터리 셀로부터 알루미늄 100%와 리튬 98%를 회수할 수 있는 친환경 배터리 재활용 기술을 개발했다고 광업·금속산업 전문지 마이닝 닷컴(MINING.COM)이 보도했다. 이 연구팀은 식물에서 추출한 옥살산이라는 유기 화합물을 이용해 폐자동차 배터리에서 알루미늄과 리튬을 우선적으로 추출했다. 이후 순차적으로 코발트, 니켈, 망간 등 다른 금속도 회수했다. 이번 연구의 주재료인 옥살산은 일반적으로 시금치나 루바브에서 발견되는 유기화합물로 기존의 무기 화학물질에 비해 독성이 낮고 환경에 미치는 영향이 낮다. 한국에서는 익숙하지 않은 채소인 루바브의 세모꼴 이파리는 옥살산이 과다 함유돼 식용으로 사용하지 못하는 것으로 알려졌다. '세퍼레이션 앤드 퓨러퍼케이션 테크널러지(Separation and Purification Technology)' 저널에 실린 논문에 따르면 이 기술은 폐리튬이온 배터리의 내용물을 고체 미립자로 분쇄하는 것으로 시작한다. 여과 과정을 거친 그 결과, 투명한 액체인 옥살산에 용해된 미세하게 분쇄된 흑색 분말이 생성되면서 각종 금속을 회수하는 원리다. 연구원들은 온도와 농도, 시간의 미세한 조절을 통해 옥살산을 활용해 리튬과 코발트 등을 회수하는 새롭고 획기적인 방법을 발견한 것. 수석 연구원 마르티나 페트라니코바(Martina Petranikova)는 "무기 화학 물질에 대한 대안이 절실히 필요하다. 현재 공정에서 가장 큰 장애물 중 하나는 알루미늄과 같은 잔류 물질의 제거다. 이 새로운 방법은 재활용 산업에 혁신적인 대안을 제시하며, 전기차 폐배터리 개발을 방해하는 문제를 해결하는 데 큰 도움이 될 것"이라고 설명했다. 연구원들이 개발한 이 방법은 '습식 제련'이라고 불리며, 전통적인 습식 야금 공정과는 다르다. 습식 야금에서는 전기차 배터리 셀의 모든 금속이 무기산에 용해된다. 그러나 이 새로운 방법에서는 '불순물'로 분류되는 알루미늄과 구리 같은 재료가 제거된 후에, 코발트, 니켈, 망간, 리튬과 같은 귀금속이 분리 회수된다. 기존 방법은 알루미늄과 구리의 잔여량은 적지만, 여러 번의 정제 과정이 필요하며 이 과정에서 리튬의 손실이 발생할 수 있다. 새롭게 개발된 방법은, 일반적인 순서와는 반대로 리튬과 알루미늄을 먼저 회수함으로써 새 배터리 제조에 필요한 귀중한 금속의 낭비를 줄일 수 있다. 이 과정에서 생성되는 검은색 물질의 여과 과정은 마치 커피 추출을 연상시킨다. 여과 과정을 통해 알루미늄과 리튬이 액체 상태로 분리되며, 다른 금속들은 '고체' 상태로 남게 된다. 그 다음 단계는 알루미늄과 리튬을 분리하는 것이다. 논문의 수석 저자인 레아 루케트(Léa Rouquette)는 "각 금속이 매우 다른 특성을 가지고 있어서 분리 작업은 그리 어렵지 않을 것이라 생각한다. 우리의 방법은 배터리 재활용 분야에서 새로운 가능성을 열고 있으며, 더 깊게 연구할 가치가 있다"라고 말했다. 페트라니코바 수석연구원은 "확장 가능한 방법이기 때문에 앞으로 몇 년 동안 이 분야에서 널리 사용될 것으로 기대한다"고 덧붙였다. 한국 배터리 재활용 기술 시장 전망 전기차의 보급이 확대됨에 따라 한국의 배터리 재활용 시장도 성장세가 예상된다. 정부는 2030년까지 배터리 재활용률을 90%로 끌어올리려는 목표를 세우고 있으며, 이를 향한 기술 개발이 활발히 진행 중이다. 포스코케미칼, LG화학, SK이노베이션 등 주요 기업들이 친환경 배터리 재활용 기술 개발에 투자하고 있다. 특히 포스코케미칼은 리튬이온 배터리에서 리튬을 효과적으로 회수하는 새로운 기술을 연구하고 있다. 이 기술은 리튬이온 배터리의 양극재로부터 리튬을 효율적으로 추출하며, 기존 방법에 비해 리튬의 손실을 줄이는데 초점을 맞추고 있다. 또 포스코케미칼은 최근 스웨덴의 리튬 이온 배터리 재활용 회사인 노르드볼트와 양극재 리사이클링 기술 개발에 관한 협약을 맺었다. LG화학은 리튬이온 배터리로부터 코발트와 니켈을 더 효율적으로 회수하기 위한 기술을 연구 중이다. 이 기술은 배터리의 양극재와 음극재를 분리해 코발트와 니켈을 회수하는 과정을 포함하며, 이를 통해 기존 방법에 비해 코발트와 니켈의 회수율을 향상시킬 수 있다. SK이노베이션은 리튬, 코발트, 니켈, 망간을 리튬이온 배터리로부터 회수하는 새로운 기술을 개발하고 있다. 이 기술은 배터리를 고온에서 처리하여 이들 금속을 추출하는 방식으로, 기존 공정보다 에너지 효율이 높다. 한국의 친환경 배터리 재활용 기술은 국제적으로도 주목받고 있는 분야다. 지속적인 기술 개발이 활발하게 진행됨에 따라, 한국은 전기차 배터리 재활용 분야에서 세계적인 선두 위치를 차지할 것으로 예상된다.
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친환경 배터리 재활용 기술로 알루미늄‧리튬 대량 회수
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NASA, 금속성분 풍부한 '프시케' 소행성 탐사
- 미국 항공우주국(NASA)은 화성과 목성 사이의 궤도에 있는 프시케(Psyche)라는 금속성분이 풍부한 소행성 탐사를 시작했다. 미국 매체 더 힐에 따르면 프시케는 철과 니켈 등의 금속으로 풍부하며, 길이가 280km에 달하는 거대한 소행성이다. NASA는 이 소행성이 충돌로 인해 표면의 암석이 제거된 채 남아있는 행성 핵으로 보고 있으며, 이를 통해 지구를 포함한 행성들의 핵이 어떻게 형성되었는지에 대한 단서를 찾을 수 있을 것으로 기대하고 있다. NASA의 제트 추진 연구소(JPL)는 지난 10월 13일 프시케 탐사선을 우주로 쏘아 올렸다. 이 탐사선은 약 6년 동안 40억km를 여행해 2029년 8월에 동일한 이름의 목적지인 프시케 소행성에 도착할 예정이다. 그 전에 탐사선은 2026년 5월 화성 근처를 지나며 화성의 중력을 이용해 속도를 증가시키고 방향을 조절한다. 행성에 도착한 후에는 약 26개월 동안 고도 65~700km 상공에서 프시케를 공전하며 지형과 구성 성분, 자기, 중력 등 다양한 정보를 수집할 계획이다. 이번에 탐사를 진행하는 '프시케' 탐사선은 소행성 이름을 따서 붙여졌다. 다중 스펙트럼 이미저, 감마선과 중성자 분광계, 자력계와 X-밴드 중력 과학 조사를 포함한 여러 도구를 탑재하고 있다. 또한 전파가 아닌 레이저를 사용하여 훨씬 더 빠른 속도로 데이터를 지구로 다시 보내는 심우주 광통신 장치를 테스트한다. 프시케 탐사 임무는 태양계의 탄생과 진화에 대한 많은 정보를 밝혀내어 과학에 도움이 될 것으로 기대한다. 아울러 우주의 천연 자원 채굴에 대한 정보도 수집한다. 일부 전문가들은 프시케 소행성의 광물 가치를 약 10조 달러(약 1경3430조원)로 추정하고 있다. '지구 물리학 연구 저널(Journal of Geophysical Research)'의 한 논문은 대략 11.65조 달러로 추정하기도 했다. 정확한 가치는 아직 확인되지 않았지만 미래에 이 소행성의 풍부한 광물을 채굴하려는 많은 시도가 예상된다. 핵 융합 추진 기술 발전 기대 프시케 혹은 다른 소행성에서의 채굴을 시작하기 위해서는 향후 5~6년 동안 새로운 기술 개발이 필요하다. 지구와 프시케 사이의 거리가 매우 멀기 때문에, 현재의 기술로는 소행성에서 광물을 채굴하고 지구로 귀환시키는 데 엄청난 비용이 들 것으로 예상되기 때문이다. 핵 융합 추진 기술이 개발된다면, 지구와 프시케 사이의 이동 시간이 크게 단축될 것으로 보인다. 이 기술을 활용하면 로봇을 이용해 소행성에서 자원을 채굴하고 정제한 후, 채굴된 자원을 우주 산업 인프라로 운송하는 광산 선박의 활용이 가능해질 것이다. 프시케와 같은 태양계의 천체들은 경제적인 이윤을 창출할 수 있으며, 이는 많은 이점을 가지고 있다. 소행성 채굴은 지구에서의 채굴과 달리 환경에 미치는 부정적인 영향이 없다. 저명한 천체 물리학자 닐 드 그래스 타이슨(Neil deGrasse Tyson)은 소행성과 달의 채굴에 대해 긍정적인 견해를 제시했다. 그는 이러한 채굴 활동이 천연 자원에 대한 충돌과 갈등을 줄일 수 있을 것이라고 말했다. 한국, 다누리 탐사 계획 우리나라도 우주 광물 채굴 분야에 뛰어들기 위한 준비를 하고 있다. 한국항공우주연구원은 2029년부터 2031년까지 '다누리'라는 이름의 소행성 탐사선을 개발 중이다. '다누리'는 지구로부터 약 1.5억km 떨어진 '162173 APL' 소행성을 목표로 하고 있다. 이 소행성은 지름이 약 500m이며, 철, 니켈, 황, 규산염 등의 광물이 풍부하다. '다누리'는 2029년 8월에 발사되어 2031년 12월에 APL 소행성에 도착할 예정이며, 그곳의 지형, 구성 성분, 자기장 등을 조사할 계획이다. '프시케'와 '다누리'의 탐사는 우주 광물 채굴의 실현 가능성을 입증하는 중요한 단계가 될 것이다. 우주 광물 채굴이 현실화되면 지구의 자원 문제를 해결하고, 새로운 경제적 기회를 열어줄 것으로 예상된다.
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NASA, 금속성분 풍부한 '프시케' 소행성 탐사
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빈 캔으로 와이파이 신호 높이는 법
- 불과 몇 십 년 전만 해도, 사람들은 라디오 주파수를 잡기 위해 안테나를 여기저기 돌리며 최적의 위치를 찾아야 했고, TV 신호를 잘 받기 위해 옥상의 안테나를 조정해야 했다. 하지만 시대가 변하면서, 유선 통신망에서 무선 통신망으로의 전환이 이루어졌고, 이제는 무선 통신망을 쉽게 이용할 수 있게 되었습니다. 특히 홈 와이파이(Wi-Fi)는 현대 생활에서 없어서는 안 될 필수 기술이 되었다. 프랑스의 매체 '컨트리 포인트(ContrePoint)'는 와이파이 신호 수신에 문제가 있는 특정 공간에서 캔을 이용한 흥미로운 해결 방법을 소개했다. 이 방법의 원리는 단순하다. 캔은 와이파이 신호의 반사판 역할을 하여 신호를 특정 방향으로 집중시킨다. 와이파이 신호는 원래 모든 방향으로 전파되지만, 라우터가 집의 한 구석에 있을 경우 신호의 일부가 외부로 유출되어 신호 손실이 발생할 수 있다. 라우터 뒤에 반사판을 배치하면 유출되는 전파를 집 내부로 돌려보내 신호 범위를 확장할 수 있다. 금속은 무선 전파를 효과적으로 반사시켜, 이를 이용하면 신호 범위를 넓힐 수 있다. 특히 알루미늄 캔을 반사판으로 사용할 수 있다. 그 원리는 캔의 원통형 모양이 신호를 특정 방향으로 전파할 수 있도록 돕기 때문이다. 반사판을 만드는 방법은 간단하다. 필요한 물품은 빈 알루미늄 캔, 절단기나 가위, 그리고 접착테이프다. 캔을 깨끗이 세척한 후, 링과 바닥 부분을 제거한다. 그 다음 캔을 반으로 접어 반원형으로 만들고, 이를 라우터 뒷부분에 고정시키면 된다. 다만, 이 방법의 효과는 집의 구조나 라우터의 위치 등 여러 변수에 따라 달라질 수 있다. 확실한 효과를 기대할 수는 있지만, 인터넷 속도 자체를 향상시키지는 않는다. 인터넷 속도에 문제가 있다면, 서비스 제공업체 변경이나 유선 연결 고려 등 다른 방법을 찾아야 한다. 만약, 캔이 없거나 더 만족스러운 해결책을 찾고 싶다면, 와이파이 중계기를 구입하는 것이 좋다. 이 작은 장치는 라우터의 와이파이 신호를 수신하고 다시 전송해 범위를 확장 시킨다. 또 다른 해결책은 오래된 라우터를 와이파이 핫스팟으로 사용하는 것이다. 이 방법은 설정이 좀 더 필요하지만 오래된 장비를 재활용하는 좋은 방법이다. 그러나 와이파이 신호 품질에 영향을 줄 수 있는 다른 요소들도 고려해야 한다. 무거운 가전제품이나 전자기기는 라우터로부터 멀리 두고, 라우터의 안테나는 수직으로 배치하는 것이 좋다. 라우터를 벽이나 선반에 높이 위치시켜도 신호 범위와 품질이 향상될 수 있다. 결론적으로, 와이파이 신호를 강화할 수 있는 빠르고 경제적인 해결책을 찾고 있다면 주저하지 말고 알루미늄 캔 반사판을 시도해 보는 것도 좋다. 간단한 팁이지만 큰 변화를 가져올 수 있다.
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포스코·엔지, 호주 필바라에 대규모 그린 수소 프로젝트 착수
- 한국의 철강 제조업체인 포스코와 글로벌 에너지 대기업인 엔지(Engie)가 호주에서 친환경 철강 산업을 조성하기 위해 필바라에서 대규모 친환경 수소 프로젝트를 추진하기로 합의했다. 호주 현지 매체 리뉴이코노미에 따르면 포스코와 엔지는 지난 13일(현지시간) 풍력, 태양열, 전해조, 파이프 라인으로 구성된 그린 수소 프로젝트를 건설하기 위한 타당성 조사를 실시해 포트 헤드랜드에서 친환경 철강을 생산하는 핵심 투입물인 고온 연탄철(HBI)을 공급할 계획이라고 발표했다. '용선철'이라고도 불리는 고온 연탄철(HBI, Hot Briquetted Iron)은 철광석에서 산소를 제거(환원)한 환원철을 조개탄 모양으로 만든 가공품을 말한다. 이번 연구는 풍력과 태양광 발전을 포함한 필바라 지역의 내륙 재생 에너지 부지와 수소 전해조와 대규모 저장 능력, 그리고 포스코의 HBI 공장에 그린 수소를 공급할 수 있는 파이프라인을 조사할 예정이다. 그린 수소는 직접환원철(DRI) 기술과 HBI 생산을 통해 철광석을 환원하는 제재로 활용된다. 이는 친환경 철강 생산의 핵심 요소다. '해면 철(스펀지 철)'이라고도 불리는 직접환원철(DRI, Direct reduced iron)은 철광석 덩어리를 천연가스(수소)나 천연가스에서 생성된 환원가스 등으로 직접 환원시킨 것을 말한다. 이번 연구는 2024년 초에 완료될 예정이다. 앞서 두 회사는 중동 국가인 오만에서 연간 120만 톤 용량의 그린 암모니아를 공급하기 위해 5GW(기가 와트)를 건설하는 프로젝트에 협력하고 있다. 그러나 이 프로젝트의 규모는 아직 공개되지 않았다. 엔지는 이미 서호주 카라타 인근의 야라 비료 공장에 18MW(메가와트)의 태양광과 8MWh(메가와트시) 배터리 저장 시스템으로 지원되는 호주 최대 규모의 수소 전해조 프로젝트 중 하나인 10MW 전해조를 건설 중이다. 이 회사는 필바라에서 훨씬 더 큰 규모의 친환경 재생 에너지와 수소 프로젝트를 진행할 가능성도 크다. 일본 거대 기업인 미츠이 앤 코(Mitusi and Co)와 합작 투자한 엔지 호주&뉴질랜드(Engie Australia & New Zealand)의 리즈 드 바이세리 대표는 그린 수소를 개발하는 것이 중공업의 이산화탄소 배출량을 줄이는 데 도움이 된다고 말했다. 그는 성명에서 "필바라 지역의 기업과 지역사회는 탈탄소화의 기회와 이점을 볼 수 있다"고 말했다. 이어 "또한 이는 새로운 산업 분야에서 더 많은 일자리를 창출하고 장단기적으로 지역 전체의 경제 활동을 촉진할 수 있다"고 덧붙였다. 바이세리 대표는 "호주는 엔지가 수소 사업 성장을 적극적으로 모색하고 있는 시장"이라며 "우리는 이번 연구가 필바라에서 두 번째로 큰 수소 개발 프로젝트를 진행해, '탄소 순 제로' 목표를 달성하는 데 도움이 될 것으로 기대한다"고 덧붙였다. 포스코는 호주에서 친환경 철강 생산에 통합될 수 있는 친환경 수소 산업을 구축하는 것이 목표라고 밝혔다. 조주익 포스코 수소사업팀장은 "포스코 그룹은 호주에서 단순히 수출용 수소를 생산하는 것 이상을 할 계획이다. 수소 생산뿐만 아니라 수소 활용 산업 개발에도 투자해 부가가치를 창출할 것"이라고 말했다. 빌 존스턴 필바라 주 에너지 장관은 성명에서 "현재 철강 제조업이 전 세계 탄소 배출량의 7% 이상을 배출하고 있다. 친환경 철강을 생산하면 서호주가 친환경 산업의 세계적인 선두주자가 될 수 있을 것"이라고 기대했다.
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포스코·엔지, 호주 필바라에 대규모 그린 수소 프로젝트 착수
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한화큐셀, 美 IRA 통과 후 조지아주 태양광 패널 공장 첫 준공
- 태양광 대기업 한화큐셀(Qcells)은 18일(현지시간) 조지아주 달튼 태양광 패널 공장의 확장을 완료했다고 발표했다. 기술 전문 매체 일렉트렉(electrek)은 한화큐셀 달튼 공장은 ‘서반구에서 가장 큰 규모의 제조 공장’으로 미국 인플레이션 억제법(IRA)이 통과된 이후 건설된 최초의 태양광 패널 공장이라고 보도했다. 한화큐셀은 달튼 공장에 2기가와트(GW)의 태양광 용량을 추가하여 전체 생산량을 5.1GW 이상으로 끌어올렸다. 2019년 공장 개장 이후 세 번째로 확장한 것이다. 이곳에서는 두 가지 새로운 태양광 제품, 즉 주거용 태양광 패널인 Q.TRON G2와 유틸리티 시장용 양면 패널이 조립될 예정이다. 달튼 공장은 하루에 약 3만 개의 태양광 패널을 생산할 예정이다. 이번 공장 확장으로 510개의 일자리가 추가로 창출되었으며, 2024년까지 약 1800명의 직원을 고용할 계획이다. 저스틴 리 큐셀 CEO는 "인플레이션 감소법과 조지아 경제 개발팀의 노력 덕분에 이러한 야심찬 계획을 실현할 수 있었고, 청정에너지 분야에서 수천 개의 일자리를 창출할 수 있었다"고 말했다. 서울에 본사를 둔 한화큐셀은 2023년 1월, 조지아에 태양광 공급망을 구축하기 위해 25억 달러(약 3조4000억원) 이상을 투자하겠다고 발표했다. 이는 미국 내 청정 에너지 제조업에 대한 역대 최대 규모의 투자다. 여기에는 달튼 태양광 공장을 확장하고 조지아주 카터스빌에 태양광 잉곳(ingot), 웨이퍼, 셀, 완제품 팬을 제조하는 완전 통합형 태양광 공급망 공장을 건설하는 것이 포함된다. 한화큐셀은 2024년까지 달튼과 카터스빌을 합쳐 약 4000명의 직원을 고용할 예정이다. 총 생산량은 연간 8.4GW(기가와트)에 달할 것이다. 이는 하루에 약 4만6000개의 패널을 생산할 수 있는 용량으로 연간 130만 가구에 전력을 공급할 수 있는 양이다. 한편, 한화그룹의 태양광 사업은 단순히 패널을 공급하는 것을 넘어 턴키(설계·시공 일괄입찰) 사업과 프로젝트 개발로 확대될 예정이다. 박흥권 한화솔루션 큐셀부문(이하 한화큐셀) 북미사업본부장(사장)은 지난 12일(현지시간) 미국 워싱턴주 레드먼드 MS 본사에서 열린 기자간담회에서 "가격 경쟁보다는 전체 시장에서 우리의 입지와 밸류체인(가치사슬) 비중을 늘리고 있다"고 말했다. 한화큐셀은 현재 북미에서 가정용과상업용 태양광 시장에서는 선두를 차지하고 있지만, 유틸리티(발전용) 시장에서는 중국 업체와 가격 경쟁력 면에서 다소 격차가 있다. 박 본부장은 "누가 더 안정적으로 패널을 납품할 수 있느냐가 패널 가격 경쟁보다 중요하다"며 "우리는 패널만 아니라 태양광 발전소 건설, 자본 투자자로 같이 들어가 사업 영역을 넓혀가면서 중국 업체와 가격 경쟁으로 직접 부딪히는 것을 피하고 있다"고 설명했다. 그는 "시장이 성숙해 가면 브랜드 프리미엄이 분명히 있다"며 "대형 공사에서 해당 물품을 정확한 시기에 공급하는 것도 중요한데, 한화큐셀이 안정적으로 공급해왔기 때문에 프리미엄을 주는 것이다. 지난 2∼3년간 한화큐셀의 시장 점유율이 올라가는 이유도 바로 그 때문"이라고 부연했다. 태양광 패널 입찰에 일일이 참여해 가격 경쟁을 하는 것보다 턴키(설계·시공 일괄입찰) 사업 등으로 확대해 MS와 같은 글로벌 업체와 장기간의 협력 관계를 맺는 것이 더 중요하다는 설명이다. 올해 초 한화솔루션은 기술 대기업 MS와 탄소배출 저감을 위한 전략적 파트너십 협약을 맺었다. 협약에 따라 올해부터 MS가 전력구매계약(PPA)을 맺을 태양광 발전소에 2.5기가와트(GW) 이상의 모듈을 순차 공급하고, 태양광 발전소 건설을 위한 설계·조달·시공(EPC)도 맡는다. 박 본부장은 "MS의 경우 탄소중립을 굉장히 중요시 한다"며 "데이터센터 사업이 빠르게 성장하는 가운데 PPA를 맺고 있다. MS 측은 그린에너지 공급이 계획에 못미치자 직접 태양광 패널을 하는 곳과 협의하겠다고 나선 것"이라고 말했다. MS는 2030년까지 '탄소 네거티브' 실현 전략을 선언했다. 탄소 네거티브는 넷제로(탄소 순배출량 0)보다 한 단계 더 나아간 개념으로, 연간 탄소 배출량 이상의 탄소를 제거하거나 상쇄해 실질적 배출량을 제로 이하로 만들겠다는 계획이다. 애드리안 앤더슨 MS 재생에너지 전력구매 총괄도 이날 "MS는 매일 매시간 MS가 사용하는 전기가 무탄소에서 공급되는 것을 실시간으로 추적해서 확인하는 '100/100/0'을 목표로 하고 있다"며 "이를 위해 한화큐셀과 같은 친환경에너지 공급 업체와 긴밀한 파트너십을 체결하고 있고, 정책 당국자들과도 협력하고 있다"고 밝혔다.
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한화큐셀, 美 IRA 통과 후 조지아주 태양광 패널 공장 첫 준공
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[퓨처 Eyes(7)] 미래 전력의 핵심 드론
- 드론, 혹은 무인항공기(UAV, Unmanned Aerial Vehicle)는 미래 군사 전력의 중심으로 빠르게 부상하고 있다. 러시아-우크라이나 전쟁과 이스라엘-하마스 전쟁에서 드론은 현대전의 새로운 양상을 보여주고 있다. 드론은 군사적 용도로 처음 활용되기 시작했다. 제2차 세계대전 후에는 낡은 유인 항공기를 공중 표적용 무인기로 재활용해 오늘날 무인 항공기에 가까운 형태가 탄생했다. 드론의 역사는 오래되었으며, 미국 국방장관실에 따르면 1930년대 세계 1차 대전 중 영국이 사용한 '드론드 페어리 퀸(Droned Fairy Queen)'에서 시작되었다고 한다. 이후 1990년대부터 드론의 군사적 가치가 높아져 활발한 연구와 개발이 이루어지기 시작했다. 많은 군사전문가들은 무인 체계가 미래 군사 전력의 중심이 될 것이라 예상하고 있다. 이제 드론 연구개발은 군사과학기술의 주요 경쟁 분야로 자리잡았으며, 스텔스, 무장, 전략·전술 감시, 항모 수직 이착륙, 초음속 등의 다양한 기술이 연구되고 있다. 드론은 항공우주산업에서 빠르게 성장하고 있는 분야로, 그 활용 가능성이 매우 다양한 분야로 확장될 것으로 기대되고 있다. 드론의 종류 드론은 다양한 목적과 기능에 따라 여러 종류로 분류될 수 있다. 먼저 취미용 드론이 있다. 중국 드론 전문 제조사 DJI 제품인 DJI 매빅(DJI Mavic)과 DJI 팬텀(DJI Phantom)은 일반 소비자가 주로 사용하는 드론으로, 사진이나 동영상 촬영, 비행을 즐기기 위해 사용된다. 접이식 드론 DJI 매빅은 출시 초기 뛰어난 성능과 휴대성으로 호평받았다. 드론 전문가가 경기에 임해 챔피언 등을 결정하는 드론 레이싱에 사용되는 경쟁용 드론은 고속 드론으로 설계됐다. 상업용 드론은 농업, 부동산 촬영, 건설 현장 모니터링 등 상업적인 용도로 사용된다. 산업용 드론은 전력선 점검이나 파이프라인 점검 등 특정 산업 분야에서 사용되는 드론이다. 연구용 드론은 과학 연구나 환경 모니터링 등의 목적으로 사용된다. 군사용 드론은 군사적인 용도로 사용된다. 미국의 MQ-9 리퍼(Reaper)와 노스롭 그루먼이 제조한 RQ-4 글로벌 호크(RQ4 Global Hawk) 등은 정찰, 감시, 공격 등의 역할을 한다. 수송 드론은 작은 화물을 운반하는데 사용될 수 있는 드론이다. 앞으로 물류와 배송 분야에서의 활용이 기대된다. 수중 드론은 물 아래에서 작동하는 드론으로, 주로 해양 연구나 수중 탐사에 사용된다. 이 외에도 많은 특수 목적을 가진 드론들이 있다. 군사용 드론 군사용으로 사용되는 드론에는 아주 다양한 종류가 있다. MQ-9리퍼는 주로 미국 공군(USAF)을 위해 GA-ASI(General Atomics Aeronautical Systems)에서 개발한 원격 제어 또는 자율 비행 작동이 가능한 무인 항공기다. 장기 체공과 고고도 감시를 위해 설계된 최초의 헌터 킬러 UAV이다. USAF는 2021년 5월 현재 300대 이상의 MQ-9 리퍼를 운용했다. 북한이 사용하는 것으로 추정되는 드론의 폭탄 위력이 매우 강력하다는 연구 결과도 나왔다. 경찰대 공공안전학과 박사과정 손현종 연구원은 최근 학술지 '경찰학 연구'에 게재된 '국가중요시설 드론 테러에 대한 리스크(위험성) 평가 연구' 논문에서 이같이 지적했다. 연구에 따르면, 북한이 중동국가에 도입해 개조해서 활용중인 것으로 알려진 드론이 탑재할 수 있는 C4 폭탄의 위력은 미군의 '벙커 버스터' 두 개에 필적하는 수준이다. 농업용으로 사용되는 민간용 드론도 테러용으로 개조하면 큰 폭발력을 가질 수 있으며, 이에 대한 적절한 대비가 필요하다는 지적이다. 지난 13일 러시아 일간 이즈베스티야는 러시아는 우크라이나에 대한 특별 군사 작전을 진행하며, 해상 드론에 대한 공격에 대응하기 위해 해군 특수 헬기부대를 구성하고 있다고 보도했다. 국방부 소식통에 따르면 러시아 해군은 해상 드론을 탐색하고 파괴하는 임무를 수행하기 위해 Ka-27·29 헬기와 Mi-8 헬기 등을 포함하는 특수 헬기부대를 편성했다. Ka-29 전투 헬기는 7.62㎜ 구경의 이동식 기관총을 탑재하고 있고, 필요에 따라 23㎜ 구경 GSh-23L 기관포도 장착할 수 있다. Ka-27 다목적 헬기는 대잠수함 전투 및 탐색·구조 작업에 사용될 수 있으며, 유도 미사일 등 다양한 무기로 무장되어 있다. Mi-8 헬기는 다양한 개조 과정을 거쳐 현재 러시아 해군과 육군에서 운용되고 있으며, 7.62㎜ 또는 12.7㎜ 기관총 등이 탑재되어 있다. 특수 헬기부대의 첫 번째 부대원들은 이미 훈련을 마치고 흑해에서 전투 임무를 수행 중이다. 또한 헬기 조종사들은 낮과 밤, 기상 상황에 관계없이 해상 드론을 탐색하고 파괴할 수 있는 전술을 개발하기 시작했다. 반잠수식 드론, 레이더 탐지 회피 일반적으로 무인 보트나 반잠수식 드론은 수면에서 식별하기 어렵고 레이더를 통한 탐지도 쉽지 않다. 이 때문에 우크라이나군은 흑해 주변의 러시아 해군 기지나 주요 항만 시설을 공격하기 위해 해상 드론을 지속적으로 사용하고 있다. 지난달인 9월 초, 러시아는 크림대교를 공격하려던 우크라이나의 무인 드론 보트 3대를 성공적으로 파괴했다고 발표했다. 그에 앞서 지난 8월, 우크라이나군은 흑해의 주요 러시아 수출항인 노보로시스크의 해군 기지를 해상 드론으로 공격해 러시아 군함에 손상을 입혔다고 주장했다. 또한 우크라이나는 지난 7월, 300㎏의 폭발물을 싣고 시속 80㎞로 이동할 수 있는 새로운 해상 드론을 처음으로 공개했다. 이에 러시아는 흑해에 드론 파괴용 첫 특수 헬기부대를 배치했다. 앞으로 태평양함대를 포함한 다른 함대에도 이를 확대할 계획이다. 러시아의 군사전문가 드미트리 볼텐코프는 "헬기들은 드론을 탐색하기 위해 오랜 시간 공중에 머물 수 있으며, 드론을 발견하면 장착 화기로 즉시 파괴할 수 있다"고 설명했다. 그는 "앞으로 러시아의 모든 함대는 드론 공격에 대비해야 한다"고 덧붙였다. 지난 17일 합참은 하마스가 이스라엘을 공격할 때 드론으로 분리 장벽에 설치된 각종 감시, 통신, 사격통제 체계를 파괴한 후 침투했다면서 북한과의 연계 가능성을 제기했다. 이처럼 드론은 공중과 지상뿐만 아니라 해상과 수중에서도 활약하며 전쟁의 영역을 확장하고 있다. 전문가들은 "드론의 잠재적 위험성이 매우 크다"고 경고하며, 적절한 대응 방안이 필요하다고 강조했다.
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[퓨처 Eyes(7)] 미래 전력의 핵심 드론
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'뇌 청소'로 알츠하이머병 예방 가능할까?
- 일본 후생노동성이 지난 9월 하순, 알츠하이머병 진행을 완화시킨다는 신약의 제조 판매를 승인, 관련 연구가 활발히 진행 중이다. 프레지던트 일본어판에서 소개된 오차노미즈 대학의 마오우치 히로시 박사의 뇌신경과학 연구에 따르면, 젊은 사람들은 알츠하이머병에 걸릴 확률이 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 이는 뇌의 '청소 시스템'과 관련이 있는 것으로 보인다. 뇌는 활동하면서 노폐물을 생성한다. 그 중 베타 아밀로이드나 타우와 같은 단백질은 뇌에서 노폐물로 분류되며, 이러한 단백질의 축적이 알츠하이머병과 관련이 있다. 이 단백질이 뇌에서 비정상적으로 축적되면 뇌의 손상을 일으키고, 기억력이나 공간 인지 능력에 문제를 일으킬 수 있다. 뇌를 '청소'하는 데 중요한 역할을 하는 것은 뇌척수액으로, 이 액체는 뇌 속을 순환하며 타우 등의 노폐물을 제거한다. 뇌 연구를 통해 뇌의 노폐물 제거가 알츠하이머병 예방에 중요한 역할을 할 수 있음이 제시되고 있다. '뇌 청소' 수면과 체내 시계가 관건 최근 연구에서 뇌의 '청소' 작업이 깊은 수면 중에 이루어지며, 체내 시계와 밀접한 연관이 있다는 사실이 밝혀졌다. 2016년 미국 MIT의 연구에 따르면, 초당 40회 점멸하는 빛을 노출시킴으로써 뇌의 노폐물 제거가 촉진되었고, 알츠하이머병 실험용 쥐에서 인지 기능의 개선이 확인됐다. 이후 연구에서도 빛 외에도 소리 자극이 뇌 '청소'에 효과적이라는 결과가 나왔다. 뇌파, 특히 감마파의 활용이 주목받고 있다. 감마파는 인지 기능과 관련이 있으며, 알츠하이머병 환자에서는 감마파가 감소하는 경향을 보이고 있다. 초당 40번의 빛이나 소리 자극을 통해 뇌파의 활동을 조절하면, 인지 기능의 개선이 이루어질 수 있을 것으로 보인다. 이러한 방법은 비교적 간단하게 적용될 수 있어 인간에 대한 치료법으로의 가능성이 열려 있으나, 분명한 효과를 확인하기에는 더 많은 연구가 필요하다. 2023년에 발표된 연구에서는 해당 방법이 알츠하이머병의 개선에 큰 효과를 보이지 않았다고도 하여, 이 주제는 뇌 과학 분야에서 활발히 논의되고 있는 이슈 중 하나다. 수면과 운동도 뇌 건강에 중요 미국 보스턴 대학의 연구에 따르면, 깜빡이는 빛 외에도 시각 자극만으로도 뇌의 노폐물을 제거할 수 있다고 한다. 연구에서는 체크무늬 패턴을 16초 동안 보여준 뒤 16초 동안은 어두워지는 패턴을 1시간 동안 반복했고, 이로 인해 뇌척수액의 유입이 증가했다. 이러한 결과는 반복적인 시각 자극이 뇌 혈류를 증가시켜, 뇌의 노폐물을 제거하는 데 도움이 된 것으로 보인다. 또한, 뇌의 건강과 노폐물 제거에는 수면 뿐만 아니라 운동도 큰 영향을 미친다. 운동을 통해 뇌 내의 혈류가 활발해지고, 뇌 속 물의 흐름이 개선되어 뇌의 기능이 향상될 수 있다. 최근 미국 샌디에이고 대학의 연구팀은 동공 팽창을 통해 알츠하이머병의 조기 진단이 가능하다는 연구 결과를 발표했다. 연구에 따르면, 증상 발현 이전에도 동공 움직임을 통해 알츠하이머 병의 유전적 위험성을 파악할 수 있다. 이는 알츠하이머 환자의 뇌 변화가 동공의 운동에 직접적인 영향을 주기 때문이다. 이런 연구를 바탕으로 알츠하이머병 예방과 뇌 건강 향상에 도움이 될 실질적인 방법들이 개발되기를 기대한다.
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'뇌 청소'로 알츠하이머병 예방 가능할까?
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체중 감량 원하다면, 꼭 섭취해야 할 음식
- 신진대사의 활성화는 우리 몸의 건강과 밀접한 관련이 있다. 특히, 신진대사는 몸무게를 줄이거나 유지하는 데 핵심적인 역할을 하는 것으로 알려졌다. 그렇다면, 체중 감량을 위해 우리가 섭취해야 하는 음식은 무엇일까. 독일의 유명 매체 티지(tz)는 올바른 음식 선택만으로도 신진대사가 활발해질 수 있다고 전했다. 다이어트에 의존하지 말고, 일상의 식단에 작은 변화를 주는 것만으로도 신진대사를 촉진시키며 체중 감량에 큰 도움이 될 것이라는 설명이다. 체중 관리에 도움이 되는 음식으로는 칼슘, 그릭 요거트, 녹차, 단백질 식품 등을 들 수 있다. 특히, 칼슘은 체중 관리에 있어 중요한 역할을 한다. 버터밀크는 이러한 칼슘을 풍부하게 함유하고 있는 음식 중 하나로, 하루에 500ml만 섭취해도 일일 권장량의 약 75%를 채울 수 있다. 또한, 버터밀크에는 지방이 거의 들어있지 않아 다이어트 식품으로도 적합하다. 그릭 요거트는 다이어트의 완벽한 파트너로 일반 요거트보다 더 많은 단백질과 지방을 함유하고 있어, 포만감을 더 오래 유지하며 식욕을 조절해준다. 커피와 녹차 역시 다이어트에 이상적인 음료다. 카페인과 비타민이 풍부한 이들 음료는 에너지 소비를 최대 100칼로리까지 증가시키며, 설탕이나 우유 없이 깔끔하게 마실 때 가장 효과적이다. 단백질은 체중 관리의 열쇠이다. 단백질이 풍부한 음식은 인슐린 수치를 안정적으로 유지시켜 준다. 고기, 생선, 달걀, 요구르트, 렌즈콩 등은 단백질을 풍부하게 섭취할 수 있는 음식이다. 고추나 생강 등 매운맛의 향신료 또한 신진대사를 활발하게 한다. 이들은 체온을 높여 에너지 소비를 촉진시키며, 소화 과정에도 도움을 준다. 자몽이나 레몬은 신진대사와 피부 건강에 이로운 비타민C가 풍부하다. 이러한 과일의 섭취는 대사를 활발하게 하며, 콜라겐 생성을 통해 피부의 탄력과 건강을 유지하는 데 도움을 준다. 마지막으로 지방과 칼로리가 전혀 없으면서도 우리 몸에 꼭 필요한 슈퍼푸드가 있다. 바로 '물'이다. 물은 신진대사를 촉진시키며, 영양소의 운반과 대사 쓰레기의 제거에 필요하다. 베를린 샤리테(Charité) 병원에 따르면, 일일 권장량인 충분한 양의 물을 섭취하면 하루 에너지 소비량이 최대 100칼로리까지 증가할 수 있다고 한다. 좋은 체형과 건강을 유지하려면 꾸준한 운동이 필수다. 운동은 신진대사 속도를 높이고, 에너지를 소비하며, 신체에 활력을 불어 넣어 삶의 질을 향상시킨다.
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체중 감량 원하다면, 꼭 섭취해야 할 음식
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개봉한 와인, 적정 보관 기간은 얼마?
- 이마트 등 대형 마트에서 가을을 맞아 와인 행사가 열린 가운데, 와인 보관 방법에 관심이 쏠리고 있다. 2023 이마트 하반기 와인장터는 지난 12일부터 오는 18일까지 진행된다. 와인 병을 개봉한 후에는 다 마시지 않을 경우, 보관 방법이 중요하다. 와인은 올바르게 보관하지 않으면 그 맛이 쉽게 변질될 수 있기 때문이다. 프랑스 매체 마미통(Marmiton)에 따르면 와인의 종류와 품질, 그리고 알코올 함량에 따라 보관 방법과 기간이 다르다. 로제 와인과 스위트 화이트 와인은 냉장고에 보관하면 57일 동안 즐길 수 있다. 드라이 화이트 와인과 레드 와인은 서늘하고 건조한 곳에서 35일 동안 보관 가능하다. 와인 보관의 핵심은 산화를 방지하는 것이다. 일반적으로 사람들은 코르크 마개를 이용하여 와인 병을 막고 보관하고 있다. 와인 메이커 파울린 도린(Pauline Dorin)은 와인을 더 오래 보관할 수 있는 다양한 방법을 소개해 눈길을 끌고 있다. 그녀는 틱톡(TikTok) 계정(@Levinetunefille)을 통해 와인 보관 팁을 공유해 와인 애호가들에게 유용한 정보를 제공하고 있다. 도린은 '부숑(bouchon, 원통형 코르크 혹은 유리나 고무 재질의 병마개 )'이라는 특별한 마개를 사용하여 개봉한 와인 병의 공기를 제거하고 와인을 산화로부터 보호한다. 이렇게 하면 약 1주일 동안 와인을 신선하게 보관할 수 있다고 그녀는 말했다. 이 방법은 간단하면서도 효과적이다. 병 안의 공기를 펌프로 제거함으로써 와인이 산화되는 것을 방지하고, 이로 인해 와인을 더 오래, 더 신선하게 즐길 수 있다. 이는 와인 애호가들에게 매우 유용하며, 추가 비용 없이도 쉽게 시도해 볼 수 있는 방법이기도 하다. 와인 소믈리에들은 다양한 와인 보관법이 있지만, 와인을 가장 좋은 상태로 즐기려면 개봉 직후 바로 마시는 것이 가장 이상적이라고 입을 모았다.
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지중해 환경 지킴이 로봇, 카탈루냐 항구 폐기물‧탄화수소 흡입
- 지중해 연안 카탈루냐 항구에 환경 지킴이 로봇이 탄생해 대량의 폐기물과 탄화수소를 효율적으로 제거하며 바다를 지키고 있다. 프랑스 매체 디펜던스에 따르면, 에밀리앙 페롱(Emilien Pérron)을 비롯한 세 명의 전문가들이 'DPOL'이라는 이름의 오염 제거 로봇을 개발해 지중해 환경 오염과 맞서고 있다. 프랑스 친환경 기업 에코폴(EKKOPOL)이 제작한 이 로봇은 주로 탄화수소와 플라스틱 같은 부유 폐기물 수거에 효과적으로 사용되고 있다. 현재 100대 이상의 로봇이 프랑스의 프로방스-알프-코트다쥐르(PACA) 지역에서 활약 중이며, 이 기술을 남프랑스 루시용 지역을 비롯해 오크시타니아와 스페인 항구 등으로 확장할 계획이다. 로봇 'DPOL'은 실제로 환경을 지키는데 기여하고 있다. 개발자 에밀리앙 피에론(Emilien Pierron)은 비너스(Vénus) 항구에 이 로봇을 배치한 결과, 단 몇 시간 만에 800리터의 다양한 종류의 폐기물이 로봇에 의해 회수되었다고 밝혔다. 이러한 활약으로 지중해의 환경 보호에 큰 도움을 주고 있다. 에코폴에서 개발한 'DPOL' 로봇은 이미 세계 여러 항구에서 그 효과를 입증하며 긍정적인 반응을 얻고 있다. 코르시카, 코트 다쥐르, 이탈리아, 심지어 키프로스의 50여 개 항구에서 활발하게 활약하고 있는 이 로봇은 해양을 오염시키는 부유 폐기물 제거의 새로운 방법을 제시하고 있다. DPOL은 부유하는 폐기물을 효과적으로 수집하기 위해 강한 전류를 생성하는 기술로, 마치 진공청소기처럼 움직이지 않고도 쓰레기를 빨아들여 그물에 저장한다. 이 장비는 전자 기기가 포함되어 있지 않고, 비용도 4000유로(약 570만원)로 저렴해 작은 항구에도 쉽게 설치하여 사용할 수 있다. 최근 환경 오염에 대한 관심이 높아짐에 따라 DPOL과 같은 친환경적인 오염 제거 기술에 대한 수요도 크게 증가하고 있다. 이러한 기술의 도입과 활용이 확대됨에 따라, 항구 주변의 부유 폐기물이 효과적으로 관리되어 해양 생태계의 보호와 오염 예방에 크게 기여할 것으로 전망된다.
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지중해 환경 지킴이 로봇, 카탈루냐 항구 폐기물‧탄화수소 흡입
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