국내 연구진이 소음을 차단하기 위해 스튜디오에 설치된 흡음재와 비슷한 원리를 이용한 전자기파 흡수체를 개발했다. 연세대 신소재공학과 연구팀은 얇은 알루미늄을 여러 층으로 쌓아 전자기파를 반사시키지 않고 흡수시키는 기술을 개발했다고 1일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘나노 레터스’ 최근호(1월 27일자)에 실렸다. 고성능 전자기기는 의도치 않게 주변기기에 전자기 간섭을 유발할 수 있다. 전자기파를 차단해 전자기 간섭을 막으려고 전기전도도가 높은 차폐재를 사용하지만 반사율도 높아 전자기파 재방사가 일어날 수 있다는 문제가 있다. 이 때문에 연구팀은 리튬과 전자기파를 잘 흡수하는 알루미늄으로 된 화합물을 이용해 2차원 알루미늄 박편을 제작하고 이를 크기에 따라 정렬시켰다. 이렇게 수많은 박편을 쌓아 수 십 마이크로미터(㎛) 두께 필름 형태의 무반사 흡수체를 만들었다. 연구팀은 흡수체 내 박편(계면)의 숫자가 증가할수록 반사율이 급격하게 감소한다는 것을 계산했다. 흡수체를 구성하는 알루미늄 나노 박편의 표면 사이 공간에서 다중내부반사가 일어나 전자기파를 효율적으로 흡수할 수 있었다. 실제로 전자기파 흡수체의 흡수 및 반사효율이 기존 전자기파 흡수·반사기술보다 1000배 이상 우수한 것으로 나타났다. 알루미늄 박편을 층상구조로 쌓아올리는 간단한 공정만으로도 5G 스마트폰, 사물인터넷(IoT), 레이더, 위성 등이 작동하는 주파수 대역인 기가헤르츠 주파수까지 흡수할 수 있다는 것이다. 심우영 연세대 교수는 “이번 기술은 전자기파를 잘 흡수하는 알루미늄을 아주 얇은 박편으로 만들어 흡수율은 유지하면서 반사율은 낮춘 흡수체를 개발하고 원리를 규명했다는데 의미가 크다”라며 “반도체 배터리를 포함한 전자정밀부품 산업과 헬스케어 분야, 국방 및 항공우주분야 등 다양한 산업분야에서 전자기파 차폐는 중요하게 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 증권 시장이 ‘전기차’로 들썩이고 있다. 연일 상종가를 치는 기업을 보면 그 배경에 어김없이 전기차가 있다. 현대·기아차가 ‘애플카’ 협력설로 주가가 급등한 것이 대표적이다. 일반 기업들도 추진하는 사업을 어떻게든 전기차와 연관시키려 애쓰고 있다. 그야말로 전기차 전성시대다. 하지만 전기차 종류에는 어떤 것들이 있는지, 구동 원리는 무엇인지, 장점과 단점은 무엇인지 정확하게 모르는 사람이 많은 편이다. 전기차에 대한 궁금증과 종류별 특징, 모델별 차이점 등을 살펴본다.전기차라 하면 통상 순수전기차를 뜻한다. 배터리 전력으로 움직인다고 해서 ‘배터리 전기차’(BEV)라고도 불린다. 구동 시스템은 크게 배터리, 전기모터, 통합전력제어장치로 구성된다. 차량 바닥에 장착되는 배터리는 내연기관차의 연료탱크에 해당한다. 배터리의 용량이 클수록 1회 충전 시 주행거리가 늘어난다. 하지만 주행 거리를 늘리겠다고 배터리 용량을 무작정 키우면 차량 내부 공간이 좁아지고, 더 무거워져 주행 효율이 떨어진다. 현재 대부분의 전기차에 탑재되는 배터리는 ‘리튬이온’ 배터리다. 일종의 대형 휴대전화 보조배터리라고 생각하면 된다. 비교적 가볍고 에너지 밀도가 높지만, 가격이 비싸고 높은 온도에서 폭발할 위험성도 안고 있다. 최근 전기차 화재가 잇따르는 것도 ‘리튬이온’ 배터리의 한계라 할 수 있다. 전기차의 엔진 격인 전기모터는 배터리의 전기 에너지를 운동에너지로 전환한다. 내연기관차 엔진처럼 연료를 분사하고 폭발시키는 과정이 없기 때문에 시동을 걸어도 소음과 진동이 없다. 전기모터는 또 운전 상황에 따라 운동에너지를 다시 전기에너지로 전환해 충전하기도 한다. 전기차로 내리막길을 달리거나 제동을 하면 최대 이동거리가 늘어나는 이유가 여기에 있다. 전기차를 소개할 때 빠지지 않는 핵심 제원은 ‘1회 충전 시 주행거리’다. 현재 출시 중인 전기차는 ‘300~400㎞’ 선이다. 국산차 중에선 현대차 ‘코나 일렉트릭’이 406㎞로 가장 길다. 테슬라 ‘모델 3’는 모터가 2개 달린 트림이 415~446㎞를 달릴 수 있다. 충전 시간은 배터리 용량과 전압, 충전기 출력에 따라 다르다. 평균적으로 50㎾급 충전기로 80%를 충전하는 데 약 1시간, 100㎾급 충전기로는 약 40분 정도 걸린다. 가정용 전기로는 32시간, 완속충전기로는 9시간이다. 배터리는 100%를 충전하면 수명이 단축되고 화재의 위험성도 커지기 때문에 통상 80%까지만 충전한다. 충전 비용은 휘발유차의 약 3분의1 수준이다. 100㎞ 기준으로 급속충전비는 4000원 선이다.현대차·기아는 올해 전용 플랫폼(E-GMP) 기반 전기차를 출시한다. 기존 전기차는 거대한 엔진이 장착되던 내연기관차를 뼈대로 만들었기 때문에 낭비되는 공간이 많았지만, E-GMP 전기차는 엔진이 사라진 공간을 더 활용할 수 있어 실내 공간이 확 넓어진다. 주요 전기차 모델로는 현대차 코나 일렉트릭을 비롯해 기아 니로 EV, 쏘울 EV, 한국지엠 쉐보레 볼트 EV, 르노 조에, 테슬라 전 모델, 메르세데스벤츠 EQC, BMW i3, 아우디 e-트론, 포르쉐 타이칸, 푸조 e-208, e-2008 등이 있다. 수소차의 본래 명칭은 ‘수소연료전지(Fuel Cell) 전기차’로, 순수전기차와 함께 친환경 미래 전기차 범주에 포함한다. 순수전기차가 배터리 전력으로 모터를 가동한다면 수소차는 연료전지에서 수소와 산소의 화학반응으로 생성된 전기에너지로 모터를 돌린다. 엔진 소음과 진동이 없어 주행 정숙성은 아주 탁월하다. 현재 국내에 출시된 수소차는 현대차 넥쏘 1대뿐이다. 항속거리는 전기차의 1.5배 수준인 609㎞에 달한다. 수소를 충전하는 데에는 10분 정도 걸린다. 충전 비용은 1㎏당 8800원이고, 1㎏에 100㎞를 주행할 수 있다. 6㎏을 완전 충전하면 5만 2800원이 든다. 넥쏘의 공식 판매가격은 6765만~7095만원이다. 넥쏘를 서울시에서 사면 국고보조금 2250만원, 서울시 보조금 1100만원을 할인받아 판매가의 절반 수준인 3650만원 정도만 내면 된다. 수소차의 단점은 아직 충전소가 많지 않고 대부분 심야에 영업을 하지 않는다는 점이다. 수소 충전소는 현재 전국에 50곳에 불과하다. 폭발 위험이 있다는 인식이 불식되지 않아 충전소 입지를 확보하기도 쉽지 않은 것으로 알려졌다.가솔린 엔진과 전기모터를 동시에 장착한 하이브리드카는 크게 ‘플러그인 하이브리드 전기차’(PHEV)와 ‘하이브리드 전기차’(HEV) 두 종류로 나뉜다. 이름에 ‘EV’를 포함하기 때문에 넓은 의미의 전기차라 볼 수 있다. 전기차와 마찬가지로 저공해차 혜택도 받는다. 플러그인 하이브리드는 순수전기차와 내연기관차를 딱 반반씩 섞은 모델이다. ‘플러그인’이라는 단어에서 알 수 있듯 외부 충전이 가능하다. 구동장치 활용도 측면에서는 내연기관차보다 순수전기차에 더 가깝다. 대부분 주행에서 전기모터를 사용하고, 고속 주행 시 혹은 방전이 되면 가솔린 엔진을 사용한다. 외부 충전을 할 수 없는 하이브리드는 순수전기차보단 내연기관차에 더 가깝다. 저속 주행과 가속페달을 밟지 않는 관성 주행 시에만 전기 모터를 활용하고 그 외에는 가솔린 엔진을 가동한다. 플러그인 하이브리드가 순수 전기차를 내연기관이 보조하는 차량이라면, 하이브리드는 내연기관차를 전기모터가 보조하는 차량이다. 플러그인 하이브리드 모델의 장점은 충전 부담이 덜하다는 점이다. 충전이 힘든 오지에서 배터리가 방전돼도 휘발유만 있으면 얼마든지 탈출할 수 있다는 점도 장점이다. 다만 올해부터 구매 보조금이 폐지돼 가격 부담은 다소 늘어났다. 플러그인 하이브리드 모델 출시에 가장 적극성을 보이는 브랜드는 BMW다. 하이브리드 모델의 최대 강점은 바로 연비다. 현대차 쏘나타, 기아 K5 하이브리드 모델의 연비는 20.1㎞/ℓ에 달한다. 휘발유를 가득 주유하면 총주행거리는 900㎞를 훌쩍 넘는다. 한 번 주유로 서울~부산을 왕복할 수 있다는 얘기다. 이영준 기자 the@seoul.co.kr

요즘 전기자동차가 대세다. 전기차의 핵심은 배터리로 표현될 만큼 그 중요성이 부각되고 있다. 한 번 충전으로 2000㎞ 주행이 가능한 배터리가 나왔다는 소식이 있었지만 완벽한 상용화를 위해선 가야 할 길이 아직은 먼 것으로 보인다. 최근 국내 연구진도 스마트폰이나 전기차 배터리에 쓰이는 리튬이온전지를 전고체 전지로 대체하려는 연구를 활발히 수행 중이다. 전고체 전지는 전해질로 고체를 쓰는데 액체 전해질보다 화재의 위험성이 낮다. 전고체 전지용 전극구조는 고체 전해질, 도전재, 활물질, 바인더가 혼합된 형태로 구성되는데 연구진은 활물질과 바인더로만 새로운 개념의 전고체 이차전지용 전극구조를 만들었다. 특히 고체 전해질 없이도 활물질 입자 간 리튬이온의 확산 및 이동이 효과적으로 진행됐다. 이 기술이 적용되면 기존 전고체 전지와 비교해서도 에너지밀도를 1.5배가량 높일 수 있다. 또 기존 리튬이온전지용 전극과 거의 유사한 수준의 에너지밀도를 구현할 수 있다. 제조공정도 간단해 수분에 민감한 기존 전고체 전지의 제조공정과 생산단가 문제를 상당 부분 해소할 수 있을 것으로 보인다. 연구진은 추가 연구개발을 통해 전극 간 계면 이슈를 개선하고 전극의 후막화로 에너지밀도를 향상시킬 예정이다. 이렇게 고도화된 전고체 전지는 향후 스마트폰, 전기차는 물론 로봇, 에너지저장장치(ESS), 드론 등 배터리에도 폭넓게 사용될 수 있을 것이다. 이영기 한국전자통신연구원 지능형센서연구실 박사

올해 해외 주식 포트폴리오는 어떻게 구성해야 할까. S&P500과 나스닥 같은 인덱스 투자만 해서는 좋은 성과를 내기 어려울 듯하고, 개별 주식으로만 구성한다면 변동성 확대에 따른 리스크 관리가 쉽지 않다. 올해는 상장지수펀드(ETF)를 활용한 포트폴리오 구성으로 안정적 투자전략을 짜면 좋겠다. 특히 성장성에 기반을 둔 혁신기업에 투자하거나 신규 상장 종목들을 편입하고, 미국 조 바이든 정부 정책의 최대 수혜주인 친환경 관련주 위주로 포트폴리오를 구성한다면 성공 투자를 할 수 있을 것으로 보인다. 올해 추천 ETF는 모두 7종이다. 우선 혁신기업으로 구성된 ARKK와 ARKQ, 상반기 상장할 ARKX, 신규 상장 ETF인 IPO, 친환경ETF인 ICLN과 LIT, 골드ETF인 GLD 등이다. 첫째, ARKK는 파괴적 혁신 주도 기업에 투자한다. 테슬라 초기 주주로 유명한 캐서린 우드가 설립한 아크자산운용이 만든 ETF인데 정보기술(IT), 바이오, 2차전지 각 분야의 혁신을 이끌 대표 종목에 투자한다. ARKQ는 인공지능(AI) 혁신을 주도하는 로봇산업 관련 글로벌 유망기업에 투자한다. 상반기 출시 예정인 ARKX는 우주항공 분야에 투자하는데 이 ETF까지 포트폴리오에 편입한다면 4차산업과 혁신기업 관련 기업들에 분산투자하는 효과가 있다. 둘째, 올해 미국에서는 매력적인 신규 상장 종목들이 많이 나올 것으로 예상된다. 지난해 신규 상장한 종목 중에는 올해 직접 투자를 해 봐도 좋은 종목이 많다. 예컨대 빅데이터 분석의 선두주자인 팰런티어, 숙박공유 서비스업체인 에어비앤비, 음식배달 서비스인 도어대시 등이다. 셋째, 미국 바이든 정부의 출범과 환경·사회책임·지배구조(ESG) 투자 확대 트렌드가 맞물려 신재생 관련 기업의 지속 성장이 전망된다. 친환경 관련 ETF는 ICLN, LIT다. ICLN는 바이오에너지, 에탄올, 지열, 수력, 태양열, 풍력 등 친환경 글로벌 기업에 투자한다. LIT는 글로벌 기업 중 리튬생산업체, 전기차, 주요 배터리 생산업체에 투자한다. 이달부터 적극적으로 시장에 대응하면서 포트폴리오 비중 조절이 유연해야 한다. 경기 개선, 기업실적 반등, 백신 보급과 양호한 통화정책으로 시장은 강하게 상승할 것으로 전망된다. 다만 지난해와 다르게 변동성이 커질 것으로 예상되는 만큼 현금과 위험자산의 균형을 잘 맞춰야 한다. 글로벌 ETF 포트폴리오 전략 차원에서 현금 비중 확대보다 안전자산인 골드 ETF인 GLD를 편입하는 것을 추천하며 앞에서 언급한 혁신기업, 신규 상장 기업, 친환경 기업은 시장 조정 때마다 비중 확대 기회로 삼고 분할 매수 전략으로 접근하는 게 좋다. 한국투자증권 영업팀장(여수지점)

새해 처음으로 현장을 찾은 최정우 포스코 회장은 ‘안전’을 최우선 가치로 강조했다. 7일 포항제철소를 방문한 최 회장은 8일 광양제철소를 찾아 임직원들을 격려할 계획이다. 앞서 포항제철소에서 최 회장은 포스코노동조합과 노경협의회 사무실에서 노조위원장 등과 인사를 나눴다. 이 자리에서 최 회장이 “안전하고 건강한 일터를 만들기 위해 노사가 함께 노력하자”고 말했다고 회사 측은 전했다. 이어 수소플랜트, 연주공장, 2전기강판공장 등을 차례로 찾은 최 회장은 “안전을 최우선 핵심가치로 삼아 일터를 행복한 삶의 터전으로 만들어 나가자”고 다시 강조했다. 최 회장은 포스코그룹이 미래 먹거리로 점찍은 수소 사업의 주도권을 확보하기 위해 임직원들의 모든 역량을 집중해야 한다고 당부하기도 했다. 최 회장은 8일 광양제철소에서 마찬가지로 포스코노조 광양지부와 노경협의회 사무실을 방문한 뒤 자동차강판생산공장, 리튬생산공장 등을 차례로 찾을 예정이다. 지난해 포스코에선 폭발, 화재 등으로 노동자 8명이 사망했다. 앞서 2018년 안전 분야에 1조원을 투자하겠다고 나섰지만 개선으로 이어지진 않았다는 지적이다. 이에 포스코는 지난달 또다시 안전사고 재발 방지 등에 3년간 1조원 이상을 투입하겠다고 밝힌 바 있다. 앞서 최 회장은 신년사를 통해 안전을 올 한 해 포스코 임직원들이 역점을 두고 추진할 가장 중요한 사항으로 내세운 바 있다. 오경진 기자 oh3@seoul.co.kr

“강연을 끝내며 여러분께 당부하고 싶은 말이 있습니다. 오늘 우리가 본 양초는 주위 환경과 조화롭게 영향을 주고받으며 자신을 태워 빛을 냅니다. 여러분들도 양초처럼 주변과 잘 어울려 살며 이웃을 위해 밝은 빛을 주는 사람이 되길 바랍니다. 양초 불꽃 같은 아름다움으로 인류를 위해 모든 노력을 바쳐 주길 바랍니다.” 1860년 크리스마스를 며칠 앞두고 69세의 노신사가 영국 왕세자와 어린이들 앞에서 ‘양초의 화학사’라는 주제로 ‘크리스마스 과학 강연’을 마치며 당부한 말이다. 노신사는 ‘전자기학의 아버지’로 불리는 영국 실험물리학자 마이클 패러데이(1791~1867) 영국 왕립연구소(RI) 풀러화학석좌교수였다.●1825년 밀링턴 교수 첫 강연, 패러데이는 19회 영국 왕립연구소는 산업혁명으로 과학에 대한 관심이 높아진 일반인들에게 최신 연구 성과를 알려 주고자 1800년부터 대중 강연을 시작했다. 성인을 대상으로 시작했지만, 아이들과 함께 오는 사람이 늘면서 1825년부터는 ‘아이들에게 과학 강연을 선물해 꿈과 희망을 주자’는 취지로 크리스마스를 전후해 청소년과 대중을 위한 과학 강연으로 방향을 바꿨다. 바로 195년 전통 ‘크리스마스 과학 강연’의 시작이다. 크리스마스 과학 강연 첫해인 1825년에는 존 밀링턴 왕립연구소 교수가 동역학, 광학, 전자기학 등을 내용으로 한 물리학 강연을 했다. 크리스마스 과학 강연을 제안했던 패러데이는 1827년을 시작으로 1860년까지 19번이나 강연자로 나섰다. 이 중 6번을 양초 하나로 화학의 기초인 물질의 특성과 상호작용에 대해 아이들도 알기 쉽게 설명하는 등 역대 최고 강연자 중 한 명으로 꼽히고 있다. 패러데이는 양초에 불을 붙일 때 생기는 불꽃 종류와 밝기, 구조를 보여 주고 수소와 산소의 성질, 공기와 연소의 관계, 양초가 타면서 만드는 액체와 이산화탄소의 화학적 특성, 생물체 내 호흡에 대해 설명했다. 여섯 번의 강연은 ‘촛불의 과학’이라는 책으로 엮여 지금까지도 과학자를 꿈꾸는 전 세계 청소년들에게 읽히면서 화학의 고전으로 평가받고 있다. 지난해 리튬이온전지 개발과 상용화에 기여한 공로로 노벨화학상을 수상한 요시노 아키라 일본 아사히카세이 명예 펠로가 초등학교 시절 선생님이 권해 준 ‘촛불의 과학’을 읽고 과학에 관심을 두고 과학자의 길을 걷게 됐다고 밝히면서 일본 전국 서점에서 동이 나는 사태가 벌어지기도 했다. 20세기 들어 TV가 보급되면서 크리스마스 과학 강연은 더 많은 사람에게 과학에 대한 관심을 불러일으키는 수단이 됐다. 1936년 조프리 잉그램 테일러경의 ‘배’에 관한 강연은 15분짜리 TV 프로그램으로 만들어졌는데 세계 최초의 TV 과학다큐멘터리로 기록됐다. 1966년부터는 영국 공영방송 BBC가 크리스마스 강연을 바탕으로 ‘이상한 나라의 과학자들’이라는 과학 프로그램을 만들기 시작해 매년 강연을 바탕으로 다큐멘터리를 제작하고 있다.●20세기 중반부터는 외부 연구자도 강연 나서 20세기 중반부터는 왕립연구소 소속 과학자들뿐만 아니라 외부 연구자들도 강연자로 나서고 있다. 대표적인 강연자는 ‘코스모스’로 잘 알려진 천문학자 칼 세이건 박사, ‘이기적 유전자’의 저자로 금세기 대표적 진화학자인 리처드 도킨스 영국 옥스퍼드대 석좌교수 등이다. 변이 코로나19 바이러스의 등장으로 혼란스러운 상황이지만 왕립연구소는 올해도 어김없이 ‘크리스마스 과학 강연’을 예정하고 있다. 언택트 방식으로 진행되는 올해는 ‘지구라는 행성의 사용자 안내서’란 제목으로 지리학자이자 탐험가인 크리스 잭슨 임페리얼 칼리지 런던 교수, 물리학자이자 해양학자인 헬렌 처스키 런던대 기계공학과 박사, 기후변화 전문가 타라 샤인 국제환경개발연구소(IIED) 박사가 강연자로 나선다. 이번 강연은 오는 28~30일 BBC4에서 3부작으로 방영된다. 이번 강연에선 수십억년 동안 생물체가 살기 적합하도록 만들어진 지구라는 시스템을 인간이 어떻게 교란하고 있는지 알려 준다. 인간의 활동이 지구를 뒤흔드는 엄청난 지질학적 압력이 되고 있다는 것을 지질학적, 물리학적, 기후학적 측면에서 보여 준다. 강연에 나서는 과학자들은 인간에 의한 피해를 어떻게 복구하고 인류가 지속 가능한 삶을 사는 방법은 무엇인지도 알기 쉽게 제시한다는 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“애플이 테슬라에 고춧가루를 뿌렸다.” 테슬라가 스탠더드앤드푸어스(S&P)500 지수에 공식 입성하는 날 애플이 전기자동차 시장 진출을 선언하는 바람에 주가가 곤두박질쳤다. 21일(현지시간) 로이터통신 등에 따르면 애플은 2024년 자체 개발한 배터리를 탑재한 자율주행 전기자동차를 선보일 계획이다. 2014년부터 자율주행 승용차 생산을 목표로 ‘프로젝트 타이탄’을 추진해 온 애플은 이후 자율주행차 소프트웨어 개발에 주력하다 2018년 테슬라에서 신차 개발을 담당했던 더그 필드를 부사장으로 영입하며 전기차 사업에 박차를 가했다. 애플은 자율주행차에 자체 설계한 배터리를 탑재할 계획이다. 배터리 내 셀의 용량을 키워 주행거리를 크게 늘리겠다는 복안이다. 이를 위해 리튬이온 배터리보다 과열 가능성이 낮은 리튬인산철(LFP) 배터리를 연구 중이다. 배터리 비용을 극단적으로 낮추는 것이 목표다. 애플의 한 소식통은 “애플의 자동차를 만들겠다는 목표는 충분히 무르익은 상태”라며 “대중 시장을 위해 개인용 차량을 제작하겠다는 것”이라고 밝혔다. 애플은 차량을 생산하기 위해 기존 자동차 업체와 협력할 전망이다. 주력인 휴대전화 역시 세계에서 가장 많이 만들면서도 100% 위탁생산하고 있는 것과 같은 맥락이다. 자율주행차의 핵심 기술 및 설계만 애플이 직접 맡는다는 얘기다. 애플은 전 세계에서 가장 강력한 부품 소싱 능력을 갖추고 있는 만큼 실제 자율주행 전기차를 내놓을 경우 상당한 파장을 일으킬 것이란 분석이 우세하다. 다만 2024년 출시가 목표이지만 코로나19 여파로 첫 생산 일정이 1~2년 연기될 수도 있다. 이 같은 소식이 전해지자 S&P500 지수에 첫 입성한 테슬라 주가는 전날보다 6.5% 떨어진 649.86달러에 거래를 마쳤다. 애플이 전기차 제조에 나선다는 소식이 테슬라의 발목을 잡았고, 단기 차익을 노린 투자자들이 차익 실현에 대거 나섰다는 점도 악재로 작용했다. 테슬라는 올 들어서만 주가가 730% 이상 폭등했다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

라파엘 마리아노 그로시 국제원자력기구(IAEA) 사무총장이 일본 후쿠시마(福島) 제1원전 부지에 보관 중인 트리튬(삼중수소) 함유 방사성 오염수의 해양 방류 처분에 대해 “기술적으로 가능하다”는 견해를 거듭 밝혔다. 중국과 한국에서 우려가 상당하고 수산자원에 대해 피해가 적지 않을 것을 반발하는데 아랑곳 않고 일본 편을 들었다. 그로시 사무총장은 19일(현지시간) 오스트리아 빈의 IAEA 본부에서 교도통신과 진행한 인터뷰를 통해 트리튬이 인체에 미치는 영향이 적은 것으로 알려진 점을 근거로 해양 등에 처리수를 방류하는 것에 문제가 없다는 입장을 드러냈다. 지난 2월 일본 후쿠시마 제1원전을 둘러본 뒤 일본 정부가 추진하는 오염수의 해양방류가 “기술적 관점에서 볼 때 국제 관행에 부합하고, 전 세계 원전에서 비상사태가 아닐 때도 일상적으로 이뤄지고 있다”고 주장한 것과 같은 맥락이었다. 아르헨티나 출신인 그로시 사무총장은 지난해 7월 임기 중 72세를 일기로 갑자기 세상을 떠난 일본 출신 아마노 유키야 전 사무총장의 뒤를 이어 지난해 12월 취임했다. 후쿠시마 제1원전 1~4호기에서는 2011년 3월 동일본대지진 당시 폭발 사고를 일으킨 원자로 내의 용융된 핵연료를 식히는 순환냉각수에 빗물과 지하수가 유입돼 섞이면서 방사성 오염수가 계속 생기고 있다. 원전 운영사인 도쿄전력은 현재 하루 140t가량씩 불어나는 이 오염수를 핵 물질 정화장치인 다핵종제거설비(ALPS)로 처리해 탱크에 담아 보관하고 있다. 그런데 2022년 여름이 되면 137만t 규모의 저장탱크가 차게 되면서 폐로 작업에도 지장을 주게 된다며 태평양으로 흘려보내 처분하는 방안을 추진하고 있다. 일본 정부는 이 오염수가 ALPS를 거쳤다는 이유를 들어 ‘처리수’라고 부르고 있다. 도쿄전력은 오염수를 해양방류로 처분할 경우 물로 희석해 기술적으로 제거할 수 없는 트리튬 농도를 법정 기준치의 40분의 1 수준인 ℓ당 1500베크렐(㏃, 방사성 물질의 초당 붕괴 횟수 단위) 미만으로 낮추겠다고 밝히고 있다. 그러나 물로 희석해도 방출 총량은 결과적으로 같아 지구촌 생태계에 미치는 영향은 마찬가지라는 것이 전문가들의 지적이다. 후쿠시마 제1원전 부지에 보관된 오염수 약 120만t을 기준으로 한 트리튬 함유 총량은 약 860조㏃로 추산된다. 오염수의 해양 배출에 반대하는 환경단체들은 정상 원전에서 나오는 것과 노심용융 사고 현장에서 생긴 고농도 오염수는 정화 처리를 했다고 해도 같은 것으로 볼 수 없다고 지적하고 있다. 일본 정부는 애초 지난 10월 해양방류로 오염수 처분 방침을 확정할 것으로 예상됐지만 육상보관을 계속하라고 요구하는 어민단체 등이 강력하게 반발하자 최종 결정을 미루고 있다. 스가 요시히데(菅義偉) 총리는 지난 10일 “언제까지나 (처분 결정을) 미룰 수는 없다”며 조만간 방침을 정할 가능성을 내비쳤다. 지난 19일 후쿠시마를 방문한 가토 가쓰노부(加藤勝信) 관방장관도 “언제까지나 방침을 정하지 않고 미룰 수는 없다”면서 폐로 작업에 미치는 영향 등을 고려해 적절한 시기에 처분 방침을 결정할 것이라고 언급했다. 그로시 사무총장은 오염수 처분 문제를 일본 측과 협의하고 있다며 처분 방침이 정해지고 일본 정부가 요청하면 국제 감시팀을 즉각 파견할 준비가 돼 있다고 말했다. 그는 또 어민 단체와 한국, 중국 등 주변국에서 해양방류를 우려하는 목소리가 커지는 것에 대해선 “IAEA가 매우 건설적인 역할을 다할 수 있다고 확신한다”고 덧붙였다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

심야에 서울 강남에 있는 대형 건물 지하에서 불이 나 소방당국이 진화 작업을 벌였다. 소방 당국에 따르면 15일 오후 11시 12분쯤 강남구 역삼동의 지상 14층 kt강남지사 건물의 지하 3층 축전지실에서 화재가 발생했다. 이 불로 다친 사람은 없었지만, 현장 작업자 등 13명이 대피한 것으로 전해졌다. 또 축전지실에 있던 리튬이온전지 20개와 납축전지 380개 등도 파손됐다. 소방 당국은 건물 규모 등을 고려해 오후 11시 49분쯤 관할 소방서 역량을 총동원하는 대응 1단계를 발령하고 소방차 등 장비 37대와 소방 인력 121명 등을 투입해 16일 오전 3시쯤 불길을 잡았다. 이어 오전 3시 3분쯤 대응 1단계를 해제하고 현재 잔불을 정리 중이다. 경찰과 소방 당국은 리튬이온전지에서 불이 시작된 것으로 보고 정확한 화재 원인과 피해 규모를 조사할 계획이다. 전남 구례군의 한 쓰레기매립장에서도 원인이 밝혀지지 않은 화재가 발생해 3일째 진화 작업이 펼쳐졌다. 순천소방서 구례119안전센터에 따르면 지난 13일 오전 11시9분쯤 구례군 광의면에 있는 농어촌종합폐기물처리장에서 화재가 발생했다. 소방당국은 화학차와 펌프차 등 소방장비 5대와 굴착기 3대, 소화인력 15명을 투입해 3일째 진화작업을 벌였다. 불이 난 매립장에는 지난 여름 구례읍 지역 수해 과정에서 발생한 각종 생활쓰레기 등 2만여톤이 쌓여있으며, 이번 불로 약 5000톤 정도가 불에 탄 것으로 추산된다. 윤창수 기자 geo@seoul.co.kr

국내 기업이 생산하는 코로나19 진단키트와 공기살균기, 리튬이온배터리 파우치 등이 올해 세계일류상품으로 새롭게 뽑혔다. 산업통상자원부와 코트라는 올해 세계일류상품 84개를 신규 선정했다고 8일 밝혔다. 세계일류상품은 세계 시장 점유율이 5위 이내 또는 5% 이상인 ‘현재 일류상품’과 앞으로 7년 이내 세계 시장 점유율 5위 이내에 들어갈 가능성이 있는 ‘차세대 일류상품’으로 나뉜다. 올해 선정된 상품은 84개 품목·100개 기업으로, 이 가운데 현재 일류상품은 20개(기업 33개), 차세대 일류상품은 64개(기업 67개)다. 상품 분야별로는 전기·전자 분야가 리튬이온배터리 파우치 등 22개(26%)로 가장 많았다. 올해 도입된 ‘패스트트랙’을 통해 발굴·선정된 코로나19 진단키트, 공기살균기 등 K방역 제품이 포함된 보건산업 분야가 17개(20%)로 2위에 올랐다. 패스트트랙은 특수한 환경에서 수출이 급증하는 등 특수성이 인정되면 조기에 차세대 세계일류상품으로 선정, 해당 기업이 국가 브랜드 인지도를 적극 활용할 수 있도록 마련된 제도다. 기업 규모별로는 중소·중견기업이 82개로 전체의 82%를 차지했다. 산업부는 2001년부터 세계일류상품을 선정, 세계 시장을 선도하는 수출 유망기업을 발굴하고 마케팅 등을 지원해 왔다. 올해까지 선정된 세계일류상품은 874개, 생산기업은 983개다. 천영길 산업부 중견기업정책관은 “지난 10월 ‘혁신형 강소·중견기업 성장전략’에서 발표한 ‘2024년 세계일류상품 생산 중소·중견기업 1000개 달성’을 목표로, 우리 강소·중견기업들이 세계적인 기업으로 성장할 수 있도록 지원을 아끼지 않겠다”고 말했다. 김승훈 기자 hunnam@seoul.co.kr

포스코그룹은 양극재와 음극재 등 이차전지 소재사업과 함께 리튬, 니켈, 흑연 등 이차전지 핵심 원료 사업을 확대해 2023년 관련 매출 23조원을 달성하겠다고 3일 밝혔다. 포스코는 지난달 30일 보유 중인 아르헨티나 옴브레 무에르토 염호의 리튬 매장량 평가 결과 인수 당시 추산한 220만t보다 6배 늘어난 1350만t으로 확인했다. 전기차 약 3억 7000만대를 생산할 수 있는 수준이다. 또 양극재 필수 원료인 고순도 니켈 제련 공정 개발에 대한 투자를 확대한다. 이와 함께 현재 중국에 전량을 의존하고 있는 음극재 원료인 흑연 수급 다변화를 위해 아프리카, 호주에 있는 흑연 광산에도 지분 투자하기로 했다. 최정우 포스코 회장은 “포스코는 전 세계에서 유일하게 리튬, 니켈, 흑연 등 원료부터 양극재와 음극재까지 이차전지 소재 일괄 공급체제를 갖추고 있다”면서 “이차전지 소재를 세계 최고 수준의 사업으로 육성하는 데 역량을 집중하겠다”고 말했다. 오경진 기자 oh3@seoul.co.kr

전기자동차와 에너지저장시스템(ESS)에 쓰이는 리튬 배터리는 용량을 늘리는 데 한계에 도달했으며 폭발과 화재 위험도 상존하고 있다. 국내 연구진이 폭발, 화재 위험이 없고 용량도 더 큰 전고체 전지의 상용화를 앞당길 수 있는 핵심설계 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 에너지소재연구단 박상백 박사와 성균관대 에너지과학과 신현정 교수 공동연구팀은 전고체 전지의 고체 전해질과 전극 사이 표면저항을 낮출 수 있는 소재 설계기술을 개발하는 데 성공했다고 29일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 에너지’에 실렸다. 이번 연구결과는 전고체 전지 상용화를 늦추는 걸림돌 하나를 넘어서게 했다는 평가를 받고 있다. 전고체 전지는 리튬 전지와 달리 전해질을 비롯해 모든 전지 구성요소를 고체 형태로 만든 것이다. 이 때문에 폭발과 화재 가능성도 낮을 뿐만 아니라 에너지밀도 역시 리튬 전지의 2배 이상이기 때문에 전기차나 ESS 시장을 획기적으로 바꿀 것으로 기대되는 차세대 전지이다. 연구팀은 고체전해질과 전극 사이의 표면 저항은 소재의 결정 구조에 따라 달라진다는 사실을 밝혀냈다. 박상백 KIST 박사는 “이번 연구는 전고체 전지의 효율과 수명을 단축시키는 문제를 해결할 수 있는 핵심소재 설계방법을 제시했다는 데 의미가 있다”며 “이번 연구를 활용하면 전기자동차와 ESS 상용화를 위한 중대형 2차전지를 만드는 데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전기자동차와 에너지저장시스템(ESS)에 쓰이는 리튬 배터리는 용량을 늘리는데 한계에 도달했으며 폭발과 화재 위험도 상존하고 있다. 국내 연구진이 폭발, 화재 위험이 없고 용량도 더 큰 전고체 전지의 상용화를 앞당길 수 있는 핵심설계 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 에너지소재연구단 박상백(사진) 박사와 성균관대 에너지과학과 신현정 교수 공동연구팀은 전고체 전지의 고체 전해질과 전극 사이 표면저항을 낮출 수 있는 소재 설계기술을 개발하는데 성공했다고 29일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 에너지’에 실렸다. 이번 연구결과는 전고체 전지 상용화를 늦추는 걸림돌 하나를 넘어서게 했다는 평가를 받고 있다. 전고체 전지는 리튬 전지와 달리 전해질을 비롯해 모든 전지 구성요소를 고체형태로 만든 것이다. 이 때문에 폭발과 화재 가능성도 낮을 뿐만 아니라 에너지밀도 역시 리튬 전지의 2배 이상이기 때문에 전기차나 ESS 시장을 획기적으로 바꿀 것으로 기대되는 차세대 전지이다. 그렇지만 모든 소재가 고체형태이기 때문에 이온전도도가 낮고 표면저항이 높아지면서 전지의 성능과 수명을 떨어뜨리면서 상용화가 되고 있지 않다. 연구팀은 고체전해질과 전극 사이의 표면 저항은 소재의 결정 구조에 따라 달라진다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 서로 다른 형태의 결정구조를 가진 입자로 전고체 전지를 만들어 실험한 결과 빽빽하게 밀집된 형태로 이어지도록 된 결정구조가 전지의 수명은 물론 효율도 높다는 것을 확인했다. 결정표면의 밀집도가 낮을 경우는 충방전이 반복될 수록 표면 저항이 높아지고 열이 발생하면서 성능이 떨어진다는 것이다. 박상백 KIST 박사는 “이번 연구는 전고체 전지의 효율과 수명을 단축시키는 문제를 해결할 수 있는 핵심소재 설계방법을 제시했다는데 의미가 있다”라며 “이번 연구를 활용하면 전기자동차와 ESS 상용화를 위한 중대형 2차전지를 만드는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

DGIST 에너지공학전공 홍승태 교수 연구팀이 차세대 이차전지로 각광받는 칼슘이온전지용 양극소재인 NaV2(PO4)3 를 개발했다. 이번 연구성과로 기존에 사용되는 리튬이온전지의 용량과 성능을 개선한 칼슘이온전지의 상용화가 앞당겨질 전망이다. 리튬이온전지는 모바일 기기 및 전기차 등 다양한 분야에 적용되고 있는 대표적인 이차전지이다. 그러나 최근 더 좋은 성능을 구현하기 위해 높은 에너지밀도를 가진 이차전지가 요구되면서 리튬이온전지의 구현 가능한 에너지밀도가 한계에 근접한 상황이다. 또한 핵심소재인 리튬, 코발트 등의 매장지역이 한정적이어서 가격 또한 상승하고 있다. 이러한 리튬이온전지를 대체하기 위해 칼슘이온을 이용한 이차전지 연구가 주목받고 있다. 이차전지는 이온이 전자와 함께 양극과 음극을 이동하면서 충전과 방전이 일어난다. 이 때 이동하는 전자의 수와 양극소재의 특성에 따라 배터리 용량과 전압이 결정되는데, 리튬은 이온당 한 개의 전자가 같이 이동하지만 칼슘은 이온당 두 개의 전자가 이동 가능한 2가 양이온이다. 따라서 이론상 리튬이온전지보다 2배의 용량이 가능하며 더 높은 에너지밀도를 구현할 수 있다. 또한 지구상에 풍부한 원소인 칼슘을 이용하기 때문에 경제적이기도 하다. 하지만 리튬보다 큰 칼슘의 이온크기와 높은 산화수(oxidation number)로 인해 전극물질에 구조적, 전하적 변형이 발생하게 된다. 이 때문에 칼슘이온의 작동전압을 구현할 수 있는 양극소재의 개선이 필요하다. 양극소재는 방전 시 이온과 전자를 받아주고, 충전 시 이온과 전자를 음극으로 보내는 탈·삽입 과정의 주요 매개체이며, 전자의 작동전압을 결정하는 소재이다. 이에 DGIST 홍승태 교수 연구팀은 칼슘이온의 특징을 고려해 높은 구조적 안정성을 가진 나시콘 구조(NASICON) 기반의 양극소재인 NaV2(PO4)3를 개발했다. 연구팀은 NaV2(PO4)3의 구조 분석과 칼슘의 탈·삽입 메커니즘 분석을 위해 분말 X선 회절기법을 이용했다. 이를 통해 양극소재 구조에 칼슘이온이 탈?삽입 되는 과정에서 발생하는 구조 변화를 규명하면서 높은 용량과 작동전압이 구현 가능함을 증명했다. 홍 교수는 “탈·삽입 기반의 칼슘이온 이차전지용 양극소재를 개발하고 작동 메커니즘을 최초로 규명했다”며, “이러한 작동원리를 적용하면 더욱 높은 에너지 밀도를 달성할 수 있는 칼슘이온전지용 양극소재 개발의 지표가 될 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 삼성미래기술육성사업을 통해 진행됐으며, DGIST 에너지공학전공 전부식 박사과정생과 허종욱 박사가 공동1저자로 참여했다. 아울러 소재화학 분야 국제학술지 ‘Chemistry of Materials’에 9월 23일자 온라인판에 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

가상현실(VR)과 증강현실(AR) 기술은 아직 발전 단계이지만, 거기서 맛볼 수 있는 몰입감은 지금까지 없던 경험이라고 할 수 있다. 하지만 VR이나 AR 공간에서의 체험이 현실화할수록 답답한 사람들이 있을 것이다. 현재 사용자가 할 수 있는 일이라고는 버튼 조작뿐이기 때문이다. 그러나 최근 미국 코넬대 연구진이 개발한 장갑은 사용자에게 지금껏 없던 경험을 제공할지도 모른다. 이 장갑은 손목부터 손끝까지 신축성이 있는 광섬유 센서를 장착해 VR 세계에서 손의 섬세한 움직임을 재현, 마치 실제로 만지고 있는 듯한 감각을 느끼게 해준다. 이는 로버트 셰퍼드 교수와 그의 동료 연구자들이 최신 연구 논문에 발표한 광섬유 센서로 구현한 것이다. 물론 지금까지 딱딱한 구조물이라면 분산형 광섬유 센서(DFOS)를 이용해 감지할 수 있었다. 이는 광도파로(optical waveguide)를 통과하는 빛의 세기 변화를 감지하는 방식으로 물질의 변형 정도를 파악하는 것이다. 즉 기존 센서는 다리나 도로 또는 건물 등 딱딱 구조물의 변화를 측정하는데는 뛰어나지만 소프트로봇이나 신축성 있는 전자기기처럼 크게 휘어지는 구조를 측적하는 데는 적합하지 않다는 것이다. 이런 문제를 해결하고자 고안한 것이 바로 튜브에 한 쌍의 탄성 폴리우레탄 코어가 들어간 듀얼 코어 구조다. 코어의 한쪽은 투명하고 다른 한쪽에는 적색과 청색 그리고 녹색이라는 세 가지 색상의 광흡수 색소가 충전돼 있다. 이를 통과하는 빛의 경로에 변화가 있으면 감지해 색 공간에 매핑한다. 이에 따라 빛의 세기와 색상의 변화를 감지해 광섬유의 구부러짐과 신축 그리고 압력을 1㎝ 이하의 해상도로 측정할 수 있다는 것이다. 그다음으로는 3D 프린터를 사용해 장갑을 제작하고 손가락과 손등을 따라서 듀얼 코어 구조의 DFOS를 장착하기만 하면 된다.센서가 감지하는 데이터는 블루투스로 외부 컴퓨터로 전송돼 거기서 장갑의 움직임이나 구부러짐 상태를 실시간으로 측정한다. 장갑에 필요한 전력은 보통 리튬이온전지로 공급한다. 이에 대해 셰퍼드 교수는 “예를 들면 이 장갑으로 VR이나 AR을 통해 자동차 수리나 타이어 교환 연습을 할 수 있다”면서 “손의 움직임이나 압력을 감지할 수 있어 너트를 너무 조이면 ‘너무 조였다!’는 경고가 나와 실습자는 실수를 알아차릴 수 있는 것”이라고 설명했다. 이어 “현재 신형 센서를 물리 치료나 스포츠의학에서 응용하기 위한 특허 출원도 준비하고 있다”고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 사이언스(Science) 최신호(11월13일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

러시아 캄차카반도에 있는 톨바치크 화산의 용암류에서 신종 광물이 발견됐다. 페트로바이트(Petrovite)라는 이름이 붙여진 이 하늘색의 결정체는 특징적인 원자 구조를 지녀 차세대 전지가 안고 있는 문제를 해결할 비장의 카드로 떠올랐다. 톨바치크 화산은 원래 희귀한 원소 광물이 종종 발견되는 곳으로 유명하다. 1975~1976년과 2012~2013년 사이 두 차례 분화한 이 화산의 용암 속에서는 이곳에만 있는 광물들이 여러 차례 발견됐었다. 그중 최신 발견이 바로 페트로바이트라는 것이다. 이는 산소 원자들과 황산나트륨 그리고구리 원자 등이 합쳐진 것으로 화학식은 Na10CaCu2(SO4)8인 것으로 전해졌다. 그런데 이 광물의 특징은 산소 원자의 정렬에 있다. 비슷한 사례는 몇몇 화합물에서밖에 발견되지 않을 만큼 매우 드물기 때문이다. 게다가 이 광물은 차세대 전지로 기대되는 나트륨이온전지의 소재가 될 가능성이 크다. 현재 반복 충전이 필요한 전자 장치에는 리튬이온 전지가 쓰이는 경우가 많지만, 그 원료가 되는 리튬은 정치적으로 불안한 남아메리카에 편향돼 있어 수요가 늘수록 공급이 불안정해진다는 위험이 있다. 따라서 이를 대신할 전지로 나트륨이온전지가 떠오르고 있는 것이다. 그 원료가 되는 나트륨은 바다와 땅에 널리 있어 리튬과 같은 공급 측면에서의 불안정은 없다. 나트륨이온전지는 최근에 성능면에서도 리튬이온전지에 필적해 점차 주목을 끌고 있긴 하지만 이 역시 커다란 결점을 안고 있다. 이 차세대 전지는 리튬이온전지와 마찬가지로 양극과 음극 사이에서 이온을 이동시켜 전기를 발생한다. 하지만 이 과정을 반복하는 사이 불활성의 나트륨 결정이 음극에 쌓여 전지를 쓰지 못하게 된다는 것이다. 그런데 그 해결책이 바로 페트로바이트라는 것이다. 신종 광물은 다공질 구조를 갖고 있어 내부 공간이 통로처럼 서로 연결돼 있다. 덕분에 나트륨 원자는 자유롭게 움직일 수 있다. 이 성질이 나트륨이온전지의 음극 소재로 제격이라는 것이다.이에 대해 연구 주저자인 스타니슬라프 필라토프 상트페테르부르크대 교수는 “현재 이런 용도의 가장 큰 문제점은 광물의 결정 구조 안에 전이금속(구리)이 소량밖에 들어 있지 않은 것”이라고 지적하면서 “이는 실험실에서 페트로바이트와 같은 구조의 화합물을 합성함으로써 해결할 수도 있다”고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘광물학 잡지’(Mineralogical Magazine) 온라인판 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

일본 정부가 내년 도쿄올림픽 전까지는 후쿠시마 원전 방사능 오염수(처리수)의 해양방출을 사실상 확정할 것으로 보인다. 다만 방사성 물질인 삼중수소(트리튬)는 제거할 수 없다는 점을 인정해 우리 국민 불안은 계속될 전망이다. 주한 일본대사관 관계자는 20일 서울 종로구 대사관에서 기자들과 만난 자리에서 “현재 일본은 다핵종제거설비(ALPS)로 처리한 처리수의 처분 방법에 대해 해양 바출과 수증기 방출 방안을 검토 중”이라며 “대부분의 방사성 물질은 ALPS를 통해 환경 배출 기준을 밑도는 농도까지 정화해 처리할 예정”이라고 밝혔다. 이어 “이웃 국가인 한국 국민들이 걱정하고 있다는 점을 알고 있다”며 “조만간 (계획이) 결정이 될 것으로 알고 있다”고 덧붙였다. ‘조만간’이라는 단어가 연내를 뜻하냐는 질문에는 “단언할 수는 없지만 그 가능성도 있다. 가까운 시일 내에 나올 수도 있다”며 “당연히 도쿄올림픽 이전에는 (확정이) 될 것”이라고 말했다. 앞서 일본 정부는 2011년 동일본대지진 당시 폭발사고가 일어났던 후쿠시마 제1원전에서 방사능에 오염된 오염수를 정화 처리한 뒤 바다에 방출할 계획을 수립해 왔다. 현재 후쿠시마 원전 부지 탱크에 보관 중인 오염수는 ALPS를 통해 정화 처리된다. 이후 바다에 방류된다. 다만 일본 정부도 ALPS 정화 방식이 완전하지는 않다는 점을 인정했다. 이 관계자는 “ALPS로도 완전히 제거하지 못하는 삼중수소에 대해서는 과학적으로 정해진 배출 기준을 충족시키도록 희석한 다음에 방출할 것”이라고 설명했다. 삼중수소는 일반 수소나 중수소와 물성이 같아 산소와 결합한 물 형태로 일반적인 물속에 섞여 있으면 물리·화학적으로 분리하는 게 사실상 어려운 물질로 알려졌다. 지역 어업 종사자 등 원전 오염수에 대한 우려를 제기하는 목소리도 여전히 크다. 때문에 일본 정부는 지난달 말 방출 계획을 확정하려다 일단 잠정 연기한 상태다. 이 관계자는 “전 세계 어느 원전 주변 지역에서도 삼중수소를 원인으로 하는 건강 피해 보고가 없었다“고 주장했다. 앞서 수협중앙회는원전 오염수 해양방출 계획을 철회할 것을 요구했다. 임준택 회장은 지난 19일 방문한 일본대사관 측에게 “한국 수산인을 대표하는 기관으로서 원전 오염수 해양방출은 절대 수용할 수 없다”며 “해양방출 강행 시에는 ICA 수산위원회 회원국과 연대해 강력히 대응할 것”이라고 말했다. 주일대사관 관계자는 한국 정부와 오염수 방출 전후 과정을 검증하고 투명하게 공개할 의향에 대해 “모니터링에 관심이 있으면 모든 정보를 공개하도록 돼 있다”며 “일본 정부가 적절한 모니터링 방법에 대해서도 강구하고 한국이나 주변국과 협의를 통해서 방식을 제공하는 방법을 택할 것 같다”고 전했다. 이주원 기자 starjuwon@seoul.co.kr

영국의 대표 저가 항공사인 이지젯 여객기가 승객 약 200명을 싣고 가던 중 불법으로 비행 중이던 드론과 가까스로 충돌을 면했다. 자칫하면 대형 사고로 이어질 뻔한 아찔한 순간이었다. 영국 이상접근비행조사위원회(UK Airprox Broad)가 발표한 보고서에 따르면 지난 9월 4일 오후 3시 20분경 이지젯 여객기 에어버스 A320은 그리스 아테네로 향하기 위해 맨체스터공항에서 이륙했다. 승객 186명을 태운 여객기는 이륙 직후 약 2500m 상공까지 올랐을 때, 조종사들은 조종석 앞으로 드론이 빠르게 지나가는 것을 본 뒤 놀란 입을 다물지 못했다. 당시 문제의 드론은 승객 수백 명을 태우고 빠르게 이륙 중인 여객기와 지나치게 가까운 거리에 있었던데다, 시속 수백㎞의 매우 빠른 속도로 날고 있었다. 무게 10㎏으로 추정되는 드론은 제한 고도보다 20배 높은 상공을 날고 있었다. 일반적으로 드론에 허용되는 비행 고도는 약 122m 정도인데 이보다 무려 20배에 달하는 고공에서 불법 비행 중이었던 것. 만약 해당 고도에서 여객기와 충돌했다면 대형 참사로 이어질 뻔한 아찔한 순간이었다. 문제의 드론을 불법으로 날린 범인은 아직 찾지 못한 가운데, 이상접근비행조사위원회는 이번 사건을 비행기 충돌 위험이 심각한 것을 의미하는 가장 위험한 카테고리인 ‘A사고’로 평가했다. 전문가들은 “무거운 드론과 여객기가 충돌하면 제트 엔진이 갑자기 멈출 수 있다. 여객기 앞유리와 충돌할 경우 조종사에게 심각한 부상을 입힐 수도 있다”면서 “영국 교통부와 항공조종사협회의 공동 연구에 따르면 고속으로 비행하는 4㎏ 정도의 드론과 여객기 앞 유리가 부딪히기만 해도 여객기에 심각한 손상을 줄 수 있는 것으로 확인됐다”고 강조했다.불법 드론 비행으로 인한 위험은 해마다 늘고 있다. 이상접근비행조사위원회에 따르면 2015년 29건, 2016년 71건, 2017년 92건, 2018년에는 128건의 드론 신고가 접수됐다. 지난해 초에는 런던 개트윅 공항에서 활주로 인근에 드론 2대가 나타나 항공기 이착륙이 전면 중단되는 일이 있었다. 36시간 동안 1000편의 항공편이 취소되거나 연기됐고 승객 14만명 이상이 불편을 겪었다. 미국 연방항공청(FAA) 전문가들은 드론이 항공기와 충돌하는 것은 새와 항공기가 충돌하는 ‘버드 스트라이크’보다 위험할 수 있다고 경고한다. 드론이 항공기 엔진에 빨려들어가면 기능 고장을 일으킬 뿐 아니라 드론에 들어가는 리튬 전지가 항공기 화재의 원인이 되기 때문이다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

연료 전지 촉매, 에너지 저장 장치 등으로 다양하게 쓰일 수 있는 탄소 나노 물질이 개발됐다. 울산과학기술원(UNIST)은 화학과 주상훈 교수팀과 한국과학기술연구원(KIST) 김진영 박사팀이 공동 연구해 그래핀 튜브(탄소 나노튜브)가 규칙적으로 연결된 ‘그래핀 골격 메조다공성 탄소’를 합성하는 데 성공했다고 17일 밝혔다. 연구팀에 따르면 메조다공성 탄소는 가공 크기가 일정하고 균일하게 배열된 탄소 나노 물질이다. 반응 표면적이 넓어 촉매로 유리하지만, 전기 전도도가 낮다는 단점 때문에 쓰임새 제한이 있었다. 이에 따라 연구팀은 ‘메조다공성 실리카’와 ‘몰리브데늄 카바이드’를 틀(주형)로 사용하는 ‘이중 주형법’을 고안했다. 연구팀은 “몰리브데늄 카바이드를 메조다공성 구조로 만들게 되면 겉에 그래핀 층이 여러 겹 생기는데, 이 상태에서 몰리브데늄 카바이드만 제거하면 그래핀 튜브로 이뤄진 메조다공성 탄소를 얻을 수 있다”고 설명했다. 이 물질과 루테늄을 함께 쓴 촉매는 상용 촉매보다 높은 성능을 보였고, 수소 생산 장치에서도 성능이 우수한 것으로 나타났다. 연구팀은 또 “이 물질은 에너지 저장 장치로 쓰일 가능성도 보였다. 에너지 저장 장치 중 하나인 리튬이온 커패시터에서 그래핀 메조다공성 탄소가 기존 메조다공성 탄소보다 저장 성능이 우수했다”고 밝혔다. 연구는 화학 분야 학술지 ‘앙게반테 케미’에 지난 12일 자로 온라인 출판됐다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

풍력이나 태양광 같은 친환경 에너지가 보급될수록 주목받는 업종이 있습니다. 바로 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)입니다. 태양광이나 풍력 모두 전력 생산량 변동이 심하고 태양광의 경우 밤에는 아예 발전할 수 없기 때문에 단독으로는 수력, 화력, 원자력 같은 기존의 발전 방식을 대체할 수 없습니다. 따라서 남는 전기를 어딘가 저장했다 필요할 때 공급할 수 있는 시스템이 필요합니다. 현재 남아도는 전기를 저장하는 대표적인 방법은 리튬 이온 배터리와 댐을 활용한 양수력 발전입니다. 전자의 경우 리튬 이온 배터리가 너무 비싸고 후자의 경우 실제로 경제적으로 발전에 적합한 댐이 많지 않다는 단점이 있습니다. 따라서 전 세계 많은 과학자들이 많은 에너지를 저장할 수 있는 저렴하고 안전한 대안을 찾고 있습니다. 이 가운데 하나가 바로 공기 압축 에너지 저장입니다. 공기는 어디서든 쉽게 구할 수 있고 그 자체로는 공짜입니다. 따라서 공기를 압축해서 에너지를 저장하고 필요할 때 압축 공기로 터빈을 돌려 전기를 생산하면 저렴하게 에너지를 저장할 수 있을 것 같지만, 사실 한 가지 문제가 있습니다. 바로 공기를 압축하고 팽창시킬 때 열에너지 이동이 발생한다는 점이죠. 공기를 압축하는 과정에서 열에너지가 발생하고 다시 팽창시키면 열에너지를 흡수하는데, 이 과정에서 결국 에너지를 잃게 되어 효율이 급격히 떨어질 뿐 아니라 시스템 자체에 부하를 줍니다. 이 문제를 극복하는 것이 압축 공기 에너지 저장 시스템 개발의 핵심 과제입니다. 영국의 에너지 스타트업인 하이뷰 파워(Highview Power)는 액화 공기 에너지 저장시스템(Liquid Air Energy Storage, 이하 LAES)을 해결책으로 제시했습니다. 아예 액화될 정도로까지 공기를 압축하고 여기에서 나오는 열에너지는 별도의 저장 시스템에 담았다가 다시 기화할 때 사용하는 시스템입니다. 물론 이 과정에서도 에너지 누수가 발생하지만, 하이뷰 파워의 크리오배터리(CRYOBattery)는 냉매를 이용해 기화 팽창 시 발생하는 냉각 에너지도 압축 냉각 시 활용해 에너지 효율을 높였습니다. 크리오배터리의 또 다른 핵심 기술은 액화공기 저장 기술입니다. 공기를 압축해서 보관하기 위해서는 거대한 고압 탱크가 필요하지만, 크리오배터리는 아예 영하 196도까지 온도를 낮춰 액화공기를 만들기 때문에 높은 압력을 견딜 저장 탱크가 필요하지 않습니다. 부피도 액화 과정에서 1/700로 줄어듭니다. 관련 기술은 이미 액화천연가스(LNG)을 통해 검증되었습니다. 하지만 이 기술이 실제로 잘 작동하는지 확인하기 위해서는 역시 실제 테스트 시설을 만들어 운용해봐야 합니다. 영국 정부는 이를 위해 2014년 800만 파운드(117억 원)를 지원해 15MWh급 테스트 시설을 건설했습니다. 2018년부터 상업 운전에 들어간 맨체스터 근방의 필스워스(Pilsworth) 크리오배터리 시스템은 최대 5MW의 출력이 가능해 5000가구에 전력을 공급할 수 있습니다. 이를 통해 크리오배터리의 가능성을 검증한 하이뷰 파워는 영국 정부에서 1000만 파운드 (146억 원)을 지원받아 2023년까지 50MW/250MWh급 상업 에너지 저장 시스템을 건설한다고 발표했습니다. 맨체스터에서 13km 떨어진 캐링턴에 건설되는 대형 크리오배터리는 5만 가구에 5시간 정도 전력을 공급할 수 있는 용량으로 현재 건설된 가장 큰 리튬 이온 배터리 ESS와 비슷한 수준입니다. 하지만 LAES가 널리 사용되기 위해서는 넘어야 할 산도 많습니다. 기본적으로 액화천연가스와 같은 방식으로 저장하긴 하지만, 액화와 기화 과정을 매일 반복할 경우 기계적 스트레스는 이보다 더 클 수밖에 없습니다. 하이뷰 파워의 주장처럼 내구성이 30년이나 될지는 아직 미지수입니다. 더 중요한 것은 에너지 전환 효율입니다. 리튬 이온 배터리는 비싸긴 하지만, 90% 이상의 에너지 전환 효율과 신뢰성이 검증된 방식입니다. 크리오배터리는 이제 개발 초기 단계로 신뢰성과 효율성을 앞으로 입증해야 합니다. 그럼에도 LAES에는 몇 가지 큰 희망이 있습니다. 우선 리튬처럼 비싸고 한정된 자원을 사용하지 않고 어디서나 구할 수 있는 공기를 이용해 자원 수급 걱정이 없습니다. 또 규모의 경제를 달성하기도 쉽습니다. 저장 용량을 10배 늘리기 위해서 저장 탱크의 용량을 10배로 늘려도 가격은 10배 늘어나지 않기 때문입니다. 따라서 저장 시설의 규모가 커질수록 LAES의 장점이 분명해질 것입니다. 다만 실제로 대규모 에너지 저장 목적으로 유용하다는 것을 입증해야 합니다. 현재 건설에 들어간 캐링턴 크리오배터리는 이를 입증해 보일 첫 무대가 될 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com