조선대학교 LINC+사업단이 코로나19 바이러스 확산 방지와 관련하여 바이러스 및 각종 유해균을 친환경적으로 예방·퇴치할 수 있는 ‘친환경 전해수(電解水) 생성장치’를 개발해 지역사회의 눈길을 끌고 있다.
이웃나라 일본에서는 식품의 청결과 신선도를 위해 모든 식품가공 분야 공장에 의무적으로 전해수 생성장치를 설치하는 법이 있지만, 한국에서는 전해수 생성장치에 대한 인식이 부족했다.
그러나 최근 코로나19 바이러스의 확산으로 국내에서도 ‘살균’의 중요성이 커지고 있다. 이에 LINC+사업단이 개발한 ‘친환경 전해수 생성장치’의 관심도 덩달아 늘고 있다.
조선대학교 ‘친환경 전해수 생성장치’ 연구 및 개발의 주역인 황민 LINC+사업단 연구교수를 만났다.
※ 전해수 일반적인 물에 전기적인 힘을 가하고 소금을 첨가해서 얻어지는 물.
살균·소독제, 세정제, 세제, 왁스, 농약 등의 화학물질 대용으로 산업체에서 사용되고 있으며,
각종 오염물질을 감소시켜 수질오염과 대기오염 등을 예방하는 곳에도 쓰인다.
▲ 황민 조선대학교 LINC+ 사업단 연구교수
전해수 생성장치는 어떤 원리인가요? 전해수 생성장치는 물(H2O)의 전기분해(H+, OH-)와 소금(NaCl) 또는 소금물(Na+, Cl-)을 활용, 수소이온의 농도(pH)를 조정하여 산성수와 알칼리수를 각각 분리, 생성하는 방식으로 살균수(水)와 세정수를 만드는 장치입니다. 산성수는 살균하고 알칼리수는 세정하는 역할을 하죠.
개발하게 된 계기는요? 제가 태어난 고향이 염전이 제일 많은 신안 비금도입니다. 우리나라에서 최초의 현대식 염전이 만들어진 곳이기도 하죠. 오래 전부터 깨끗한 소금을 생산하는 시스템 개발에 대한 관심이 많았고, 요즘에는 천일염 소비가 줄어들어서 천일염 소비량을 늘릴 수 있는 방법을 고민했죠.
그러던 중 일본에서 온 한 수(水)처리 기업체 대표에게 천일염을 선물로 드렸습니다. 그 기업체가 바로 일본에서 소금 유통과 함께 전해수 생성장치를 판매하는 기업이었어요. 그런데 그분이 나중에 천일염을 더 사서 일본에서 유통을 해 보겠다고 연락이 왔어요.
그때부터 전해수 생성장치가 무엇인지 무척 알고 싶었습니다. 일본에서는 올림픽 개최를 계기로 식품산업에서 법적으로 꼭 설치해야 하는 장치가 됐더라고요. 일본에 가서 본격적으로 전해수 생성장치 연구를 시작했습니다. 다년 간 연구 끝에 기존의 제품보다 더욱 발전되고 사용이 편리한 전해수 생성장치의 시제품을 개발했습니다.
최근에는 LINC+사업단에서 이 기술에 대한 특허 출원을 추진했으며, 전기전자파안전인증(KC) 등의 절차도 진행하고 있습니다.
다양한 분야의 교수님들도 함께 하셨다고요? 시제품을 적용할 분야에 대해 기획-운영 부분을 LINC+사업단의 저와 박현규 연구교수님이 진행했고, 기술분야(시스템 구성, 센서/프로그래밍 기술 등)에서는 김봉석 교수님과 신종호 교수님을 포함해 다양한 분야의 교수님들이 도움을 주셨으며, 디자인 분야에서는 손장완 교수님이 힘써 주셨습니다. 특허가 완료됨과 동시에 곧바로 기업체에 기술을 이전해서 시제품을 생산하기 시작했어요.
▲ 2월 26일 조선대 LINC+사업단-동구청 친환경 전해수 생성장치 업무협약
기존 제품보다 강점은 무엇인가요? 일단 사용상 편리성을 강화하기 위해 염수와 소금을 동시에 사용할 수 없었던 점을 보완했는데요. 기존 제품에 적용된 시스템은 소금물 공급 시 염도가 일정하게 조절되지 않은 채로 전해수가 생성되는 문제점을 발견했습니다. 이는 장치의 성능과 직접적으로 연결되어 있는데요. 투입된 소금물의 농도에 시스템이 자동으로 반응해 정확하고 일정하게 수소이온 농도(pH)의 항상성을 유지(출력 안정화)하는 것이 성능이 좋은 전해수 생성장치라고 할 수 있죠.
LINC+사업단이 개발한 최신 시스템은 유입되는 물의 양과 소금물의 농도가 조금 다르더라도 항상 일정한 수소이온농도(pH)의 전해수를 생성하도록 기능을 향상시켰습니다. 이 밖에 장치에 유입되는 물을 더 깨끗한 물로 변화시키는 기술 등도 포함해 여러 문제점을 개선시켰습니다.
▲전해수 생성장치
▲전해수 생성장치
4차 산업혁명 시대 핵심기술도 적용됐다는데, 무엇인가요? 저는 컴퓨터 과학 분야의 연구자입니다. 전해수 생성장치에서 임베디드(embedded) 프로그래밍, 즉 사용자 인터페이스 등의 개발을 지원했어요. 다양한 유압센서 및 유량센서 등 센서들이 장착되어 있는 전해수 생성장치에서 프로그래밍은 중요한 부분입니다. 임베디드 시스템은 4차 산업혁명 시대의 대표 기술인 사물인터넷(IoT)을 활용하는 데 기본이 되는 기술이죠.
조선대학교의 기술개발로 이른바 ‘역수출 현상’이 일어났다는 이야기를 들었습니다. 일본에서는 올해 올림픽 유치로 전해수 생성장치에 대한 수요가 굉장히 많아요. 현재 일본 기업이 생산하는 전해수 생성장치의 단가가 한국보다 훨씬 비싸요. 그런데 성능은 비슷하거나 우리가 개발한 제품이 한 수 위라고 볼 수 있죠. 당연히 수출 제안이 들어올 수밖에 없습니다. 현재 조선대가 기술이전한 기업체가 상당수의 수출 판매 협약을 마친 것으로 알고 있습니다.
광주 동구청과의 업무협약은 무슨 내용인가요? LINC+사업단이 지난 2월 동구노인종합복지관을 비롯해 동구청과 각각 업무협약(MOU)을 맺었습니다. 이 협약으로 구내식당 및 보건소, 복지관에 전해수 생성장치를 설치했고, 현재 원활히 사용 중입니다. 대학의 창의자산(지식재산권)을 지역으로 환원함으로써, 지역사회 문제점을 해결하고 공동체와의 상생관계를 더욱 돈독히 하자는 취지입니다.
연구자로서 앞으로 이루고 싶은 성과나 과제가 있다면요? 앞으로도 수(水)처리 기술, 즉 물을 자원화하는 기술과 시스템 개발 분야를 더욱 깊게 연구하여 환경오염을 개선하고 인간의 삶의 질 향상에 도움이 되는 기술을 개발하고 싶습니다.