[IT 톺아보기] 지구 온난화 주범 '이산화탄소', 에너지원 전환 성공
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[IT 톺아보기] 지구 온난화 주범 '이산화탄소', 에너지원 전환 성공
  • 김상혁 기자
  • 승인 2020.08.23 12:02
  • 댓글 0
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이산화탄소를 메탄으로, 새로운 촉매 개발
바람 마찰 이용한 친환경 고성능 발전 소자 개발
보안 위협 높은 5G, 국내 산·학·연 합심해 보안 강화 시작
연일 터지는 정치·사회 뉴스에 빠져 정작 중요한 것을 놓치기 일쑤죠. 21세기 미래를 바꿀 IT기술, 인포테인먼트 소식입니다. 미래 먹거리일 뿐 아니라, 흐름을 놓쳤다간 금방 시대에 뒤처지게 됩니다. <오피니언뉴스>는 매주 주요 IT, 과학기술, 게임 소식들을 짤막하게 모아 소개합니다. 먼 미래가 아닌 눈앞의 미래에 상용화될 IT기술을 주로 다루려합니다.  [편집자 주]

[오피니언뉴스=김상혁 기자] 이산화탄소는 지구 온난화의 주범입니다. 주로 화석 연료를 태우면서 발생하는데요. 이를 해결하기 위해 이산화탄소를 아예 에너지원으로 이용하려는 연구가 전세계에서 활발합니다.

여러 기술 중 인공광합성을 이용한 광촉매 연구가 가장 주목받고 있는데요. 국내 연구진이 이와 관련해 기존보다 효율이 훨씬 좋은 기술을 개발했다는 소식입니다.

◆ 지구 온난화의 주범 이산화탄소를 에너지로 전환

대구경북과학기술원(DGIST)은 에너지공학전공 인수일 교수 연구팀이 이산화탄소를 메탄으로 전환해 에너지원으로 사용할 수 있는 환원된 '이산화티타늄-산화구리' 광촉매를 개발했다고 밝혔습니다.

기존에는 '이산화티타늄' 광촉매가 가장 일반적으로 연구됐습니다. 다만 자외선만 흡수한다는 한계가 있어 촉매에 관한 연구가 계속 진행되고 있는 상황입니다.

이런 가운데 인 교수팀이 개발한 '이산화티타늄-산화구리' 광촉매는 자외선 뿐 아니라 가시광 흡수까지 우수합니다. 조촉매로 사용된 산화구리는 이산화탄소의 환원 반응에 더 많은 전자를 이동시켜 에너지 전환율을 향상시킵니다.

연구팀은 실험을 통해 희석된 이산화탄소 조건에서 연구팀의 산화구리-이산화티타늄 촉매가 기존의 환원 이산화티타늄 촉매보다 10배 더 많은 양의 메탄을 생성하는 것을 확인했다고 합니다.

풍부한 금속인 구리로 가격을 낮출 수 있게 됐고, 이산화탄소 저감을 통한 기후변화 대응과 대체에너지 분야에 응용할 수 있을 것으로 기대 받고 있습니다.

GIST 정건영 신소재공학부 교수팀이 개발한 바람을 이용한 마찰 전기 소자. 이를 이용해 LED와 연결해 발전 중인 모습이다. 사진=GIST 제공
GIST 정건영 신소재공학부 교수팀이 개발한 바람을 이용한 마찰 전기 소자. 이를 이용해 LED와 연결해 발전 중인 모습이다. 사진=GIST 제공

◆ 바람에 스치는 마찰로 전기 만든다

'풍력발전'이란 말을 떠올리면 수십미터, 수십톤의 거대한 바람개비와 터빈이 떠오릅니다. 하지만 현재 소형 전자기기에도 사용할 수 있는 신개념 풍력발전도 연구 중인데요. 마찰을 이용한 발전입니다.

이런 가운데 광주과학기술원(GIST)은 정건영 신소재공학부 교수팀이 바람을 이용한 고성능의 마찰 전기 소자를 개발했다고 밝혔습니다.

교수팀은 유전체(전기가 잘 통하지 않는 물질) 필름 사이에 알루미늄을 삽입해 정전기 유도를 높였습니다. 또 진동 사이클이 한 번 돌 동안 마찰은 두 번 가능한 바람 기반 마찰 전기 소자를 제작했습니다.

기존 소자는 전류값이 전압에 비해 낮아 상용화하기 어려웠습니다. 하지만 새로 개발한 소자는 전류를 약 12~15배 증가시켜 10배 이상의 생산 전력을 확인할 수 있었습니다.

이번에 개발된 마찰 전기 소자는 바람의 운동에너지를 이용하기 때문에 친환경적입니다. 또 유지비가 적게 들고 에너지를 지속 공급하기 때문에 자가 발전 패러다임에 다가가게 됐습니다. 드론 및 전기 자동차의 보조 전원 장치로 활용될 수 있을 것으로 기대됩니다.

연구팀은 LED 전구로 만든 ‘GIST’ 로고에 전원을 공급한 시연에 성공, 이를 통해 일상생활에 마찰 전기 소자를 이용한 에너지 공급 실현 가능성을 높였습니다.

수많은 IoT가 연결된 5G는 중앙 코어 집중 관리형 4G에 비해 보안 위협이 높다. 때문에 국내 연구진이 코어망 중심에서 벗어난 5G 시큐리티 엣지 기술 개발에 나섰습니다. 사진=ETRI 제공
수많은 IoT가 연결된 5G는 중앙 코어 집중 관리형 4G에 비해 보안 위협이 높다. 때문에 국내 연구진이 코어망 중심에서 벗어난 5G 시큐리티 엣지 기술 개발에 나섰습니다. 사진=ETRI 제공

◆ 5G 엣지 보안 기술 개발 위해 산·학·연 뭉쳤다

4차 산업혁명의 수많은 기술들을 이어주는 5G 통신망은 가장 중요한 기술 중 하나입니다. 하지만 문제가 있습니다. 보안입니다.

이런 이유로 한국전자통신연구원(ETRI) 주도로 SK텔레콤, LG유플러스, SGA솔루션즈, 시스메이트, 소만사, 윈스, 성균관대, 숭실대 등 산학연 컨소시엄을 구성,  5G를 안심하고 이용할 수 있는 보안기술 개발을 추진하기 시작했습니다.

4G의 경우 중앙 집중 코어망을 통해 인터넷 서비스를 제공하기 때문에 보안 관리가 단순했습니다. 하지만 5G는 수억개의 IoT(사물인터넷)이 대규모로 연결되어 있기 때문에 하나하나 관리하기 어렵습니다. 

특히 '멀티 액세스 엣지 컴퓨팅'(Multi-access Edge Computing) 시스템은 응용이 가능한 개방형으로 보안 헛점도 높습니다. 또 공격이 발생하면 파급효과도 큽니다.

ETRI는 코어망 중심의 보안에서 벗어나 '5G 엣지 시큐리티 기술’ 개발을 추진합니다. ▲5G 엣지 네트워크 보안 기술 ▲MEC 및 컨테이너 보안 기술 ▲인공지능 기반 보안 위협 분석 및 관제 기술 등입니다.

연구진은 개발된 기술들을 스마트팩토리에 적용해 5G MEC 기반 B2B 융합서비스 보안 실증을 통한 및 기술 실효성 검증도 추진할 계획입니다.

문대성 ETRI 네트워크·시스템보안연구실장은 "ETRI가 지닌 네트워크 보안 및 클라우드 보안 기술을 바탕으로 코어망뿐만 아니라 5G 엣지 등 네트워크 전 영역에 걸친 보안성을 제공할 수 있을 것으로 기대한다"고 설명했습니다.


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