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“매립한 쓰레기에서 나오는 유해 가스를 분해해 1톤에 200달러하는 물질로 바꾸는 마술이 있다면 얼마나 좋을까요. 예를 들어 국내 한 석유화학기업은 내년에 배출하는 이산화탄소가 540만톤 정도라고 합니다. 그런데 허가받은게 400만톤입니다. 나머지 140만톤은 탄소배출권을 사야합니다. 계산해봤대요, 비용이 얼마나 나오는지. 몇년이면 발생 비용만 1조원이 된다는 결론이 나왔다고 합니다. 이 곳 말고 다른 석유회사도 모두 똑같은 상황입니다. 정말 뭐라도 해야하는 절박한 상황입니다.”
47세 과학자이자 창업가인 엄세훈 인투코어테크놀로지 대표는 “해법은 플라즈마로 가능합니다”라며 “플라즈마는 가스에 에너지를 줘서 이온과 전자 분해한 가스인데....”라며 설명을 막 시작합니다. 잠깐, 플라즈마라는 기술, 어디서 많이 들어봤습니다. 2000년대 TV 기술 전쟁때 등장했던 단어입니다. 당시 PDP TV(약칭 플라즈마 TV)와 LCD TV간 차세대 기술 전쟁이 벌어졌고, 파나소닉 등 일본 진영이 주도한 PDP TV는 삼성전자의 LCD TV에 밀렸습니다. 엄 대표는 “맞습니다. 그 플라즈마요.”라고 합니다.
딥테크가 세상을 바꿀 것이란 전망은 숱하게 많습니다. 하지만 누구도 딥테크가 뭘하는지 쉽게 이해하지 못합니다. 딴 세상의 용어를 쓰기 때문입니다. 언론에서도 잘 다루지 않습니다. 용어 설명하다가 날이 새기 때문입니다. [시즌3] 12곳 스타트업 가운데 마지막은 딥테크이자, 소셜임팩트인 인투코어테크놀로지입니다. 원고 마감하려고 PC앞에 앉은 지금, 21일 새벽 2시. ‘플라즈마’라는 딥테크를 팝니다. 말그대로 날을 샐지도 모르겠네요.
“인투코어의 기술은 가스를 분해해 플라즈마로 만드는 겁니다. 왜 플라즈마로 만드느냐? 플라즈마는 그 전 상태보다 화학적, 물질적 반응성이 수십배 높습니다. 그러니까 에너지가 엄청 높은 상태입니다. 가스의 반응성을 극대화한 기술입니다. PDP TV도 이 원리를 활용한 겁니다. 플라즈마는 가스에 에너지를 주고 불완전한 상태를 만든 것인데, 다시 재결합하는 과정에서 에너지가 나옵니다. 그 에너지가 바로 빛에너지입니다. 어떤 가스로 플라즈마를 만드느냐에 따라, 빨간, 파란 빛이 나옵니다. PDP TV는 그렇게 색상을 구현한 것입니다.”
엄 대표의 설명입니다. 국문과 출신인 쫌아는기자 1호는 막연히 고등학교의 과학 시간때 들은 에너지 보존의 법칙을 떠올립니다. 분리되지 않는 물질에 에너지를 투입, 인위적으로 분리시켰더라도 에너지는 그대로이고, 다시 재결합할때는 운동에너지든, 빛에너지든 같은 값의 에너지를 분출한다는 이야기입니다. 엄 대표는 “활성종이라고 합니다. 가스가 플라즈마 상태가 되서, 엄청난 반응성을 가진 상태 말입니다. 이 활성종이 산업에서 매우 유용하게 쓰입니다.”
@이쯤에서 쫌아는기자 1호가 이해한 수준은 이렇습니다. 우리가 알던 공기들은 대부분 안정적인 상태입니다. 불안정한 상태면 폭발 위험성이 있겠죠. 그런 가스는 가스통에 넣어두고 있죠. 적어도 이산화탄소나, 산소 이런건 안정적인 상태겠죠. 화학시간에 배웠던 C, O, H와 같은 카본이나 산소, 수소와 같은 기호 단위들은 여러 가스를 만들죠. 그런데 플라즈마는 이걸 보다 더 분해한 겁니다. 이온과 전자 단위로. 그것도 인위적으로 에너지를 투입해서요. 어떻게 나누는지까지는 알 수 없지만요. 인위적으로 분리된 이온과 전자는 매우 불안정하고, 엄청난 에너지를 그대로 보유한 상태인데, 이걸 ‘활성종’이라고 한답니다. 활성종은 매우 위험하겠네요. 불안정하고 에너지를 잔뜩 보유했으니까요. 아주 날카로운, 미세한 칼날같은 가스겠네요. 활성종을 활용하면 뭔가 미세 공정을 할 수 있겠죠.
또한 여러 종류의 가스를 플라즈마로 만들었다가 재결합하면서 서로 다른 조합으로 맞추면, 이론적으론 이산화탄소나 메탄가스를 다른 가스로 바꿔치기하는 것도 가능하겠네요. 하나 더. 재결합하는 과정에서 다시 에너지가 밖으로 나올텐데 이 에너지를 활용하는 것도 재밌는 대목입니다. 말그대로 매직 기술입니다. 문득 든 궁금증은 이 분야의 세계 최고 기술을 보유한 인투코어. 설명 그대로라면 인류의 새로운 전기를 열 혁신 기업인데 인지도가 왜 이리 낮을까요. 인투코어의 기술 가치에 대한 판단은 구독자께 맡깁니다.
이산화탄소나 메탄가스를 무해하게 만드는 기술이 실제 가능한가요?
“이산화탄소와 메탄가스는 인류의 적입니다. 환경오염의 주범이죠. 그런데 이산화탄소는 연소과정에서 나온 최종 산물입니다. 말하지만 더이상 태울 수 없는, 반응성이 없는 상태입니다. 더이상 바꿀 수 없다는건데, 이걸 바꾸는 기술을 찾자는게 지난 30년, 50년간 세계 모든 과학자들의 도전이었습니다. 쉽지 않았습니다. 왜? 반응성이 없는게 이산화탄소니까요. 이산화탄소는 다른 가스와 반응 안하니까. 그걸 플라즈마 기술로 분해 분리하는 겁니다. 현재 이산화탄소와 메탄가스를 다른 물질로 바꾸는 변환율 90% 가능합니다. 이전에는 문헌상으로 가능한게 40%였습니다. 이산화탄소(CO2)와 메탄가스(CH4)를 분해해 1차적으로 수소와 일산화탄소, 그리고 파우더 형태의 카본과 아세틸렌(C2H2)를 만듭니다. 이 가운데 아세틸렌을 다시 화학 공정을 거쳐 에틸렌(C2H4)으로 만들 수 있습니다. 에틸렌은 석유화학에서 가장 중요하게 활용하는 물질입니다. 석유화학 분야에서 ‘산업의 쌀’로 불릴 정도입니다.”
성공이라면, 실험실 단계 인지, 실증 실험인지요?
“3년전 폐에너지화 과제를 환경부, 대구시와 함께 진행했습니다. 방천리 쓰레기 매립장에서 나오는 매립지 가스를 처리하는 과제입니다. 쓰레기를 미생물이 산소없이 분해하는 과정에서 메탄가스와 이산화탄소가 나옵니다. 매립지 가스를 포집한뒤, 플라즈마 형태로 변환한뒤 재합성했습니다. 판매가능한 메탄올을 만들었습니다. 실증 플랜트 수준의 성공입니다. 올 초의 성과물입니다.”
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