한국과학기술연구원(KIST·원장 오상록)이 외부 전력 공급, 약품 운반 없이 햇빛만으로 작동하는 무전원 자율 녹조 방제 수상 로봇을 세계 최초로 개발했다고 2일 밝혔다.
오형석 청정에너지연구센터 박사팀이 김남동 초물성전도소재연구센터 박사팀, 조혜성 극한물성소재연구센터 박사팀과 이룬 성과다.
기존 녹조 제거는 작업자가 선박에 타 과산화수소를 직접 살포하는 방식이었는데, 넓은 수역을 반복 이동해야 했다. 또 약품 장기 보관을 위해 첨가되는 안정제가 녹조 제거 효율을 저하하는 한계도 있었다.
연구팀은 탄소 소재에 코발트 원자를 하나씩 분산시킨 단일원자 촉매를 개발, 공기 중 산소와 물만으로 과산화수소를 즉시 현장에서 합성하는 기술을 구현했다. 이렇게 생성된 과산화수소는 안정제를 섞은 상용 과산화수소보다 녹조 제거 속도가 최대 1760배 향상되는 것으로 나타났다.
연구팀은 여기에 더해, 해당 촉매 시스템에 태양광 패널과 부유 장치를 결합해 자율 방제 수상 로봇도 완성했다. 로봇은 낮 동안 태양광으로 충전한 전력을 활용해 주·야간에 자율 운항이 가능하다.
이 기술은 전력 인프라가 부족한 저수지·댐 등에서도 활용 가능성이 높고, 별도 약품 운송 없이 현장에서 필요한 만큼 과산화수소를 생산할 수 있어 운송 비용과 약품 누출 위험도 줄일 수 있다.
오형석 박사는 “수질 정화 촉매, 첨단 복합소재, 로봇 제어 기술을 보유한 KIST 연구팀이 협력한 융합 연구 결과”라며, “햇빛만으로 현장에서 녹조 제거제를 생산하는 이번 기술이 미래형 스마트 물 관리 기술의 새로운 대안이 되기를 기대한다”고 밝혔다.
KIST는 향후 기술 고도화를 통해 다양한 수질 관리 현장으로 적용 범위를 확대하고, 친환경 수질 관리 기술의 실용화를 앞당겨 사회·경제적 피해 최소화에 기여할 계획이다.
연구 성과는 국제 학술지 'Applied Catalysis B: Environment and Energy' 최신호에 게재됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
