KITECH 생산기술 전문지

이타콘산은 고등균류 곰팡이로부터 생산되는 유기산의 일종으로 올리고머 또는 고분자의 중합이 가능한 주요한 빌딩블럭(building block)중의 하나이며 이미 미국의 에너지성으로부터 그 중요성을 인정받고 있다(1) 다만, 현재의 발효방법이 화학적 생산방법에 의한 경제성 평가에서 비교우위에 있기는 힘들기 때문에 다양한 생산기술의 적용과 기술의 개발이 어느때보다 절실히 요구되고 있는 실정이다(1). 미생물을 통한 발효공정시 일반적으로 생산 균주는 아스퍼질러스 테리우스(Aspergillus terreus)를 이용하고 있으며 다른 일부 미생물들에서도 이타콘산 생합성이 확인되고 있다(2). 이에 따라 본 보유특허는 이타콘산 고생산성 변이 균주를 제조하는 기술을 제공함으로써 이타콘산에 대한 높은 단가 경쟁력을 확보하고자 함이다. 이를 위해서 이화산물 억제 현상이 감소되고 막 투과성이 증가된 이타콘산 고생산성 변이 균주를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.

이타콘산, 아스퍼질러스 테리우스, 고속선별, 고생산성 균주

2015년 채택된 파리협정은 지구 평균 온도 상승을 산업화 이전 대비 2℃ 이하, 가능하면 1.5℃ 이하로 제한하기 위한 국제적 기후변화 협약이다. 본 글에서는 파리협정 제6조의 구조와 주요 내용을 분석하고 국제 탄소시장의 전망을 평가하였다. 파리협정 제6조 시장 기반 접근법은 참여국들이 자발적으로 수행하는 제6.2조 협력적 접근법과 UNFCCC 감독 하에 운영되는 제6.4조 메커니즘을 포함한다. 감축 활동으로부터 생성되고 국제적으로 이전 된 감축 실적인 ITMO는 NDC 이행 또는 기타 국제 감축 목적으로 활용되어질 수 있다. 신뢰할 수 있는 감축 활동 및 실적을 보장하기 위하여 환경적 건전성은 반드시 확보되어야 하며, 이중 계산을 방지하기 위한 상응조정의 필요성을 설명하였다. 마지막으로, 결론에서는 우리나라 정부 및 기업이 국제 탄소시장을 적극적으로 활용하여 NDC를 효과적으로 이행해야 함을 강조하였다.

파리협정, 제6.2조 협력적 접근법, 제6.4조 메커니즘, 유엔기후변화협약

본 연구에서는 비속도에 따른 원심, 사류 및 축류펌프 임펠러 형상 및 성능의 경향성을 분석하기 위해, 특정한 비속도에서 설계사양 및 성능을 만족하는 원심, 사류 및 축류펌프 임펠러를 최적설계를 수행하였고, 최적설계 결과를 근거하여 비속도에 따른 D/B를 구축하였다. 이때, 원심, 사류 및 축류펌프 임펠러의 성능은 전산유체역학을 이용하여 검증하였다. 또한, 비속도에 따른 원심, 사류 및 축류펌프 형상 및 효율의 경향성을 분석하였다.

비속도; 원심펌프; 사류펌프; 축류펌프; 설계기술

우리나라는 2030년까지 40%의 온실가스 감축 목표를 UN에 제출하였다. 온실가스 및 미세 먼지 배출 저감 정책으로 수송용 바이오연료의 보급이 세계적으로 증가 추세에 있다. 2015년부터 수송용 연료 혼합이 의무화되어 2015년 에는 혼합의무 비율이 2.5%였으나 2021년 7월에는 3.5%로 상향되었고, 2030년까지 혼합의무 비율이 5%로 증가할 예정이다. 바이오 연료에서 액체 연료로 동·식물성 유지를 변화시킨 바이오디젤 및 바이오 중유가 있고, 바이오디젤의 주원료는 팜유 및 폐식용유이다. 바이오디젤은 석유계 디젤보다 대기오염 물질 배출이 적고 생분해성을 가지는 환경 친화적 경유 대체 연료이다. 본 고에서는 식물성 유지를 이용한 바이오 디젤 생산 공정에 대하여 간략히 기술하였다.

식물성유지, 친환경, 바이오디젤, 온실가스, 탄소중립

과불화화합물(PFAS)은 환경에서 분해되지 않고 생물체에 축적되는 특성으로 인해 내분비 교란과 생식 건강 문제 등 심각한 유해성을 초래할 수 있어, 전 세계적으로 규제가 강화되고 있다. 특히 미국에서는 연방 차원에서 환경보호청(EPA)이 독성물질관리법(TSCA)에 따라 2011년 이후 PFAS 또는 PFAS 함유 제품을 제조·수입한 기업에 데이터 보고 의무를 부과하였으며, 주 차원에서는 2024년 한 해 동안 연방 의회와 50개 주에서 총 299건의 PFAS 관련 법안이 입법 과정에 있음 확인되었다. 이러한 법안들은 대부분 소비자 제품을 중심으로 사용을 제한하고 있으며, 여성위생용품, 화장품, 포장재, 조리기구, 소방 폼 및 장비, 어린이용품, 섬유제품 등 다양한 제품군에 적용되고 있다. 메인 주는 2024년에 제‧개정된 법안 중 가장 광범위한 규제 대상을 설정한 주로, 2032년부터 의도적으로 PFAS를 추가한 대부분의 소비자 제품을 금지하고, HVAC-R, 냉매, 폼, 에어로졸 추진제 등의 특정 제품을 예외로 두었으나, 2040년부터는 예외 제품을 포함한 모든 PFAS 제품의 판매 및 유통을 금지할 예정이다. 본 연구에서는 미국 주별 PFAS 규제 현황을 분석하고, 이러한 규제가 소비자 제품 시장과 관련 산업계에 미치는 영향을 논의한다. PFAS 규제는 제품의 정의와 규제 시행 시기, 강도가 주마다 상이하여 지속적인 모니터링이 필요하며, 관련 업계는 품질 및 정보 관리를 강화하고, PFAS 관련 정보를 투명하게 공개할 준비가 요구된다.

PFAS 규제, 소비자 제품, 미국

알카라인 수전해는 물을 전기 분해하여 수소와 산소를 생산하는 기술이다. 알카라인 수전해기술은 60~70℃의 저온에서 운전이 가능하며 촉매의 가격 경쟁력 확보가 가능하여 대규모 수소 생산 장치로 활용이 가능한 장점을 가진다. 하지만, 다른 수전해 기술에 비해 낮은 전류밀도로 인해 단일 셀 규모에서 수소 생산량이 낮은 단점을 가진다. 알카라인 수전해 시스템은 작동 온도와 압력 조건에 따라 생산량과 효율이 달라진다. 수전해에서 온도의 제어는 셀전압과 전류밀도에 직접적인 영향을 준다. 수전해 시스템의 주요 제어 변수는 압력과 온도이며 부하 변동에 대응하기 위해 두 변수를 동시에 제어하는 연구 개발이 필요하다. 본 연구에서는 알카라인 수전해 시스템의 부하 변동 대응을 위해 온도와 압력을 동시에 변화하는 조건에서 스택과 BOP의 운전 특성 평가를 수행하였다. 알카라인 수전해 시스템의 운전 제어는 변동성이 빠른 압력을 1차 제어하고 변동성이 비교적 느린 온도를 2차로 제어하기 위한 목적으로 연구를 수행하였다. 알카라인 수전해 시스템의 스택과 BOP 해석은 각각 수치해석과 공정해석을 통해 온도와 압력 변화에 따른 수소 생산 특성에 대해 전류 밀도, 패러데이 효율, 수소생산량, 전력소비량을 비교하였다.동일한 부하조건에서 스택은 압력이 낮아질수록 수소 생산량(스택 효율)은 증가하게 되고 작동 온도가 증가할수록 수소 생산량은 증가하게 된다. 스택의 수소 생산량은 압력 제어 대비 온도 제어의 영향이 크다. BOP 시스템은 낮은 부하에서 스택에 투입되는 전력 대비 BOP의 전력 소모량이 크며 부하가 증가할수록 BOP의 전력 소모량은 작아지게 된다.

Alkaline Water Electrolysis (알카라인수전해), load variation(부하 변동), Hydrogen Production (수소 생산), Pressure and Temperature Control (압력과 온도제어), Stack and BOP (스택과 보조시스템)

본 기고문은 '마이크로 크기의 기공을 갖는 투명 또는 반투명 마스크 (출원번호 10-2022-0086305, 출원일자 22.07.13.)’ 보유특허에 관한 기술해설서이다. 본 연구는 마이크로 크기의 기공을 갖는 투명 또는 반투명 마스크의 제작 및 특성에 대해 다룬다. 투명 폴리프로필렌(PP) 필름을 소재로 하여, 코로나방전 공정과 마이크로홀 가공 공정을 통해 정전기력과 공기투과도를 부여한 투명 마스크를 제작하였다. 제작된 마스크는 높은 광투과성을 보여 육안으로도 투명하며, 미세먼지 집진효율은 10㎛에서 98.12%를 기록하였다. 또한, 기존 섬유상 마스크 대비 차압이 낮아 착용자의 호흡이 더 편안한 것으로 나타났다. 이러한 특성은 투명필름 마스크가 신원 파악, 언어 발달 교육, 그리고 미세먼지 방어와 같은 다양한 응용 분야에서 활용 가능성을 보여준다.

투명 필름, 투명 마스크, 마이크로 기공, 정전 필터, 미세먼지

최근 이미지 센서, 광학 기술, 그리고 재현 알고리즘의 발전으로 인해 비가시선(NLOS, Non-Line-of-Sight) 이미징 기술에 대한 관심이 증가하고 있다. 기존 영상 기반 탐지 시스템은 장애물이나 사각지대가 있는 환경에서 성능이 저하되는 한계를 가지며, 이를 해결하기 위한 대안으로 NLOS 이미징 기술이 주목받고 있다. 본 논문에서는 레이저 기반 NLOS 이미징 기술의 원리, 최신 연구 동향 및 응용 사례를 분석하고, 향후 발전 가능성과 군사·민간 분야에서의 활용 방안을 탐색한다. 대표적인 NLOS 이미징 기법으로 Time-of-Flight(ToF), 변조 연속파(Modulated Continuous Wave, MCW), 강도 기반(Intensity-Based) 방식을 소개하고, 각 방식의 장단점을 비교 분석하였다. 또한, 최근 딥러닝(CNN, GAN) 및 압축 센싱 기법을 활용한 이미지 해상도 향상 및 재구성 속도 개선 연구에 대해 논의하였다. 본 연구에서는 NLOS 이미징 기술의 주요 한계점(노이즈 제거, 계산 복잡성, 탐지 거리 한계)을 정리하고, 이를 극복하기 위한 연구 방향을 제안하였다. 향후 협력형 NLOS 감지 네트워크를 활용한 다중 센서 융합 기술이 차세대 스마트시티, 군사 정찰, 재난 구조 작업에서 핵심 역할을 할 것으로 기대된다.

비가시선 이미징, 사각지대, 영상기반 탐지시스템, 딥러닝, 압축센싱

최근 AI 기술의 발전은 사회 전반에 걸쳐 다양한 변화를 가져왔으며, 그 중에서도 에너지 분야에 미치는 영향은 특히 주목 할만하다. 2023년 OpenAI社의 ChatGPT가 일반 대중에게 공개된 이후, 계속적으로 등장하는 AI플랫폼의 영향으로 전 세계적인 전력 수요는 급격히 증가하고 있다. AI모델의 학습과 서비스에는 엄청난 양의 계산 능력이 필요하며, 이는 대규모 데이터 센터에서 이루어져야한다. 이러한 데이터 센터들은 막대한 전력을 소비하는데 이로 인하여 전력 사용량이 급격히 증가하고 있으며 지속될것으로 예상된다. 2027년까지 AI기술의 발전에 따른 전력 수요가 네덜란드나 스웨덴과 같은 국가들의 연간 전력 사용량과 맞먹을 것이라는 연구결과는 AI가 얼마나 많은 전력양을 필요로 하는지 잘 보여준다. 또한 AI와 관련된 새로운 전력 수요는 단순히 증가세에 그치지 않고 향후 더욱 가파르게 상승할 가능성이 크다. 이러한 상황에서 기존의 에너지 인프라는 AI로 인해 발생하는 급격한 전력 수요를 감당하기 어려운 상황에 직면하게 될 것이다. 이에 따라 각국의 에너지 정책 또한 급변하고 있다. 많은 국가들은 재생에너지 확산을 위한 친환경 정책을 추진해왔지만, 이러한 급증하는 전력 수요를 재생에너지로만 충족시키기에는 여러 가지 한계가 존재한다. 태양광과 풍력과 같은 재생에너지는 자연적인 변수에 크게 영향을 받으며 안정적인 전력 공급을 예측하고 보장하기 어렵다. 따라서 원자력 발전이 다시금 중요한 에너지원으로 재평가되고 있는 것으로 판단되며 이에 따라 AI시대에 맞는 지속가능한 에너지 전략이 요구되고 있다. 본 논문에서는 AI 기술의 발전으로 인한 전력수요증가, 재생에너지 중심의 친환경 정책이 직면한 한계, 원자력 발전의 재평가, 그리고 이러한 변화 속에서 지속가능한 에너지 전략이 필요함을 제시하고자 한다.

탈원전, AI전력, 원자력에너지, 재생에너지, 지속가능한 에너지정책

본 글에서는 플라스틱 패키징 폐기물 발생에 따른 문제점과 이를 해결하기 위한 폐기물 관리 우선 순위를 살펴보고 폐기물 관리 우선순위에 맞춰 환경 이득이 어떻게 발생하는지 살펴보았다.

플라스틱 패키징, 폐기물, 전과정평가