경남지역혁신플랫폼 스마트공동체사업단은 한국농어촌공사 경남지역본부, 진주시 도시재생지원센터(사진 왼쪽부터)와 각각 협약을 체결했다.
경남지역혁신플랫폼 스마트공동체사업단(단장 윤석헌 경상국립대학교 건축공학과 교수)은 지역의 공공기관과 연계해 공공기관 맞춤형 인재 양성, 기술 협력, 지역 현안 발굴·연구 등을 추진하고 있다고 밝혔다.
스마트공동체사업단(이하 사업단)에 따르면, 사업단과 협업 네트워크를 구축한 기관은 한국토지주택공사(LH), 주택관리공단, 국토안전관리원으로, 기술개발 및 비교과 프로그램과 관련된 내용으로 협업하고 있다.
5월 13일에는 한국농어촌공사 경남지역본부와 협약을 체결했다. 한국농어촌공사 경남지역본부는 농업기반의 경제·사회적 발전을 위해 다양한 사업을 추진하는 기관으로, 기계·건축·토목·도시 등 다양한 분야의 사업을 하고 있어 플랫폼 사업의 인재들이 진출할 기반이 되는 곳이다.
5월 18일에는 진주시 도시재생지원센터와도 협약을 체결했다. 진주시 도시재생지원센터는 스마트기술을 바탕으로 재생, 혁신을 위한 지역의 요구를 즉각적으로 체감하고 이론을 실현할 수 있는 곳이다.
이런 공공기관 사업의 참여로 지역 인재들에게는 지역에 대한 애정도를 높일 좋은 경험이 되고, 장기적으로는 경상남도에 정주하는 계기가 될 것으로 기대된다.
또한 사업단은 5월 20일에는 한국국토정보공사 경남지사와 업무협약을 체결한다. 한국국토정보공사는 우리나라의 스마트 사회의 근간이 되는 국토정보 플랫폼을 구축하는 기관으로, 스마트 기술 및 정책 관련 전공을 이수한 학생들에게 기술혁신과 사회적 가치 창출을 실현할 수 있는 곳으로 지역 인재들의 진출이 기대된다.
플랫폼 사업은 경상남도의 우수 인재가 지역에 안착하여 지역의 재도약을 비전으로 제시하고 있으며, 이를 위한 공공기관과의 협약은 중요한 계기가 될 것이다.
공공기관과의 주요 협약 내용은 ▲인적자원 및 시설 등의 교류 협력 ▲지역사회 문제해결 및 발전을 위한 교류협력 ▲사회적 가치 창출을 위한 공헌활동의 상호 협력 ▲기타 교류협력과 공동발전을 위한 협력 등으로 상생 발전을 위한 노력을 해나갈 예정이다.
윤석헌 단장은 “지역 혁신을 위한 여러 가지 사업이 있는데, 지역에서 보유한 인재들의 활동을 지원하고, 지역 인재들의 장(場)을 만들어주는 것이 중요하므로 공공기관 연계로 지속적으로 활동할 여건을 만드는 데 사업단이 기여하겠다”고 밝혔다.
경남도지역혁신플랫폼 사업은 경남도와 지역혁신기관 그리고 경남지역 17개 대학이 연계·협업하는 사업으로, 지자체-기업-대학이 지속발전 가능한 선순환 생태계를 구축해 지역 상생과 국가균형발전을 도모하기 위해 2020년 8월 1일부터 2025년 5월 31일까지 5년간 추진된다.
#세계 최대의 수소 동위원소 분리 효율 구현
오현철, 최경민, 강성구 교수(왼쪽부터)
바이오메디컬(Biomedical) 이미징, 암 치료 등의 의료 분야, 비방사성 동위원소 추적 및 중성자 산란 등의 과학 분야, 핵융합 발전 등에 응용되는 중수소를 세계 최대의 효율로 분리하는 시스템이 개발됐다.
중수소만 선택적으로 흡착하는 사이트를 가진 ‘다공성 물질’을 활용하여 세계 최대의 수소 동위원소 분리 효율을 구현했다.
경상국립대학교(GNU·총장 권순기) 융합기술공과대학 에너지공학과 오현철 교수팀은 중수소에 의해서만 흡착하는 사이트를 가진 다공성 물질인 ‘금속-유기 골격체(MOF)’를 활용해 중수소 분리 효율을 비약적으로 높인 시스템을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구는 최경민 숙명여대 교수팀, 강성구 울산대 교수팀과 공동으로 진행했다.
이번에 개발한 시스템은 중수소의 흡착 밀도가 수소보다 높아 1D 채널 형태의 다공질 내부 표면에 중수소가 더 가깝게 흡착하게 되고 그 결과 채널 중간에 중수소만 들어갈 수 있는 기공을 만들어 중수소 분리 효율을 세계 최대로 구현한 기술로 주목받고 있다.
이 내용은 ‘미국화학회지(JACS)’ (Impact Factor 14.612) 저널 ‘전면 표지’로 선정되었다. 논문은 5월 19일자(한국시각)로 공개됐다.
중수소는 수소에 중성자가 하나 더 있는 수소의 동위원소다. 이 물질은 미래 에너지원으로 꼽히는 핵융합 발전의 핵심 원료이자, 원자력 발전과 연구용 장비 등에 쓰이는 대체 불가능한 자원이다.
그러나 지구상에 존재하는 중수소는 전체 수소 중 0.016%로 극히 미미하다. 또한 수소 혼합물에서 중수소를 분리하기도 어려워 매우 비싸다. 중수소를 얻으려면 중수 전기분해로 만들어진 수소 동위원소 혼합물에서 중수소만 골라내야 한다.
하지만 동위원소는 물리·화학적 성질이 비슷하므로 까다로운 분리 기술이 필요하다. 지금까지 MOF를 이용한 중수소 분리 기술은 개구의 크기를 정밀하게 제어하거나, 국소적으로 유연한 개구나, 구조가 완전히 변화하는 호흡 효과 등을 이용해 분리가 가능했다.
강성구·최경민·오현철 교수 공동연구팀은 기존 기술과는 다르게 다공성 물질 기공(채널) 내부를 중수소로 1차 흡착시켜 작은 내부 채널을 생성하였다. 이렇게 생성된 내부 채널을 수소는 통과하지 못하고 중수소만 통과시킬 수 있어 분리 효율이 급격하게 높아졌다.
사용된 물질은 매우 저렴한 소재인 ‘코발트 포메이트’(Cobalt formate; CoFA)였다. 25K 극저온, 30mbar의 중수소를 CoFA에 주입하여 1차적으로 중수소 흡착을 우선시키면, 이후 혼합기체를 주입하더라도 중수소만 선택적으로 흡착할 수 있어 기존 극저온 증류법(선택도 1.5, 24K) 대비 약 30배 이상 높은 효율(선택도 44, 25K)을 보였다.
최경민 교수는 “CoFA는 저렴하게 대량생산이 가능하며, 저가 소재를 이용해 동위원소 분리 효율을 측정했다는 데 큰 의의가 있다”며 “이를 통해 대용량 수소 동위원소 분리가 가능할 것으로 보인다”고 강조했다.
강성구 교수는 “흡착 밀도를 실험적으로 측정하는 것이 불가능한 상황에서 고밀도 흡착이 가능하다는 것을 전산모사로 증명해 낸 의미 있는 결과였다”라고 설명했다.
오현철 교수는 “일반적으로 강한 흡착 사이트가 없는 다공성 물질에서 중수소만 선택적으로 친화도를 가지는 특성의 물질이나 시스템을 개발하는 것은 매우 어려운 일이었다”며 “이번 연구 결과는 기존에 알려진 물질 내에서 그동안 발견하지 못한 숨겨진 영역을 발견한 결과다. 수소 동위원소를 비롯해 고가의 동위원소인 헬륨, 산소의 분리 분야로도 적용 가능성을 확장할 수 있다는 데 더 큰 의의가 있다”고 전했다.
이번 연구는 한국연구재단이 주관하는 원자력기초연구사업, 중견연구자지원사업 등의 지원으로 수행됐다.
이혜림 부산/경남 기자 ilyo33@ilyo.co.kr