자연을 생각하는 기술, 자립형 에너지 시스템 구축할 것

1903년 12월 17일, 미국 노스 캐롤라이나 주에서 라이트 형제를 태운 최초의 동력 비행기 플라이어 1호가 약 12초의 시간 동안 36m 거리의 비행에 성공했다. 그들의 3년에 걸친 비행기 연구와 개발 및 시행착오는 인류의 숙원이었던 하늘을 난다는 꿈을 이루어냈다. 부산대학교 사회환경시스템공학과 권순철 교수의 연구는 라이트 형제의 연구와 일맥상통한 모습을 보이고 있다. 권 교수는 끝없는 노력과 시도로 신재생에너지 생산 및 저장 시스템을 개발해 신재생에너지 시장의 새로운 역사를 남기기 위한 연구를 진행 중이다. 라이트 형제의 12초간의 비행처럼 신재생에너지를 위해 한 발자국 다가가고 있는 그의 연구를 들여다보자.

최선영 기자 csy@

화석연료의 등장은 인류의 삶을 풍족하게 만들었지만 자연 파괴라는 무시무시한 징벌이 따랐다. 지구 온난화로 오존층이 뚫려 인류의 생존 방식에 문제가 제기됐다. 자연은 정복하는 것이 아니라 공존하는 것이다. 부산대학교 권순철 교수는 자연보존과 기술의 발전은 균형을 맞춰야 한다는 연구철학 아래, 공존하는 친환경 에너지 개발에 앞장서고 있다. 그는 '저영향 개발 기법 기반 에너지 융합 시스템 고도화' 연구로 놀라운 결과를 도출하면서 우리 삶을 친환경적으로 살아갈 수 있도록 일조하고 있다.

▲ 권순철 교수

수소연료전지, 자립형 에너지 시스템 만나 날개를 달다
부산대학교 사회환경시스템공학과 권수철 교수 연구의 핵심은 LID(Low Impact Development) 요소기술로, 집수된 우수를 재활용하여 신재생에너지 생산 및 저장시스템을 구축하는 것이다. 그는 우수에 정화과정을 거쳐 정수를 제조한 후 전기 물 분해 반응으로 수소를 생산하여 수소연료전지를 구동하는 기술의 완성도를 높이고 있다. 즉 신재생에너지 시스템 중 하나인 자립형 에너지 시스템을 구축하는 것이다.
“물이 모이는 곳이라면 스스로 전기를 공급하는 분산형 시스템을 계속 업그레이드하고 있습니다. 도시 곳곳에 있는 물로 전기를 생산한다면 우리나라는 에너지로부터 자유로운 국가로 거듭날 것입니다.”

그는 이번 연구를 진행하면서 자립형 에너지 시스템을 활용한 보트를 제작했다. 3m 규모의 보트에 물을 담아 만든 수소로 연료전지 에너지를 생산해 움직일 수 있는 기술을 개발한 것이다. 첫 시도이지만 물의 저항에도 불구하고 바다에서 시속 8~9km를 낼 수 있어 모두를 깜짝 놀라게 했다. 도로를 달리는 자동차 속도로 환산하면 시속 40km에 해당하는 수치다. 권 교수는 이 보트를 기반으로 향후 자동으로 하천이나 바다에서 취수해서 운행 가능한 보트를 만들 계획이다. 또한 바다에서도 안정된 선체를 유지하도록 선박을 설계하고 수소연료전지의 효율성을 높이는 방안도 도출할 예정이다. 보트가 주변의 물만 가지고 자동적으로 전기를 생산하고 GPS 기능을 탑재해 정확한 목표 지점에 도착하는 기술을 테스트하고 있다. 그는 이 연구로 도시 수자원 확보, 일자리 창출, 친환경 에너지원 확보, 국가 경제적 이익확보 효과를 볼 것으로 기대했다. 특히 전력공급이 제한되는 도서산간지역에 자립형 에너지 생산 및 저장시스템을 설치하는 기술을 완성하면 우기 지역인 동남아 지역에 기술을 수출하여 국가 경제적 이익 창출에 기여할 것으로 내다봤다.

친환경적 연구 개발로 인류 공존하는 삶 만들 것
최근 소비 트렌드에 민감한 홈쇼핑을 보면 공기청정기가 수시로 판매되고 있다. 텔레비전을 봐도 대기업의 공기청정기 제품 CF는 자주 노출된다. 중국발 미세먼지, 산업화에 의한 대기오염으로부터 가장 빠르며 효율적으로 우리의 건강을 지키는 대안으로 공기청정기를 사용하는 것이다. 소비자는 창문을 열 수 없을 정도로 미세먼지가 심한 날 사용할 수 있는 공기청정기를 원하고 있다. 권순철 교수는 그의 연구의 연장선상으로 공기청정기도 환경오염 없이 사용할 수 있는 기술을 연구하고 있다. 그는 물로 구동하는 에너지 자립형 수소 연료전지 공기청정기를 계획 중이라고 밝혔다. 수전해에서 발생하는 수소는 전력 생산을 위한 연료전지의 원료로 사용하고, 그때 발생하는 산소를 대기로 배출해 실내 산소 농도를 높이면서 가습기를 통해 실내 습도조절이 가능한 에너지자립형 산소 발생 공기청정기 개발을 연구 중이다. 이는 깨끗한 공기와 일정한 습도 유지가 필요한 병원, 도서관, 관공서, 요양시설 등에 꼭 필요한 시설로 기대된다. 그의 연구는 에너지자립형 발전 및 저장 기술의 상용화를 통해 오염물질 제로, 미세먼지 제로인 에너지 시스템 구축에 초점이 맞춰져 있다. 특히, 병원에 설치하는 산소 발생 공기청정기는 환자들의 쾌유에 도움이 되고 건물의 전력 절감을 통한 에너지 절약이 가능할 것으로 보인다.
권 교수의 시선은 장애인들의 불편함도 놓치지 않았다. 장애 없는 사회를 만들기 위해 그는 기술봉사를 결심하고 부산대학교 기술지주회사인 ㈜케이워터크래프트를 세워 전동휠체어를 언제 어디서나 편하게 충전하는 기술을 개발하고 있다. 움직임에 제약이 없으면 장애인들은 더욱 적극적으로 취업 등 사회활동에 참여할 수 있다. 그는 장애가 더는 장애가 되지 않는 사회로 변화하고 장애인들과 세상의 풍요로움을 만들고 싶다는 바람을 전했다. 권 교수가 진심으로 바라는 것은 우리 사회가 좋은 생각으로 개발한 기술이 유익하게 쓰이는 여건이 조성되는 것이다. 그의 기술은 신재생에너지 시장이 활짝 열리는 가까운 미래에, 우리나라를 분산형 에너지 시스템의 선두주자로 우뚝 세울 것이다. 대한민국이 에너지 자원 부국이 되고 국민이 행복한 세상을 열기 위한 권순철 교수의 연구는 앞으로도 계속될 것이다. NM

▲ 부산대학교 권순철 교수는 자립형 에너지 시스템을 활용한 보트를 제작했다