[더테크 이지영 기자]  햇빛만으로 녹조를 제거하는 자율 수상 로봇을 개발했다.

매년 여름 반복되는 녹조 문제를 해결하기 위해 햇빛만으로 스스로 운항하며 녹조 제거제를 현장에서 생산하는 자율 수상 로봇이 개발됐다. 외부 전력이나 약품 운반 없이 녹조를 제거할 수 있는 기술로, 저수지와 댐 등 전력 인프라가 부족한 환경에서도 활용 가능성이 기대된다.

한국과학기술연구원(KIST)은 청정에너지연구센터 오형석 박사 연구팀이 초전도소재연구센터 김남동 박사 연구팀, 극한물성소재연구센터 조혜성 박사 연구팀과 공동으로 햇빛만으로 작동하는 무전원 자율 방제 수상 로봇을 세계 최초로 개발했다고 3일 밝혔다.

녹조는 악취를 유발하고 수중 산소를 감소시켜 어류 폐사의 원인이 될 뿐 아니라 독성 물질을 생성해 상수원 수질 안전에도 영향을 미치는 대표적인 환경 문제다. 현재는 작업자가 선박을 이용해 과산화수소를 직접 살포하는 방식이 주로 사용되지만, 넓은 수역을 반복적으로 이동해야 해 많은 인력과 비용이 필요하고, 장기 보관용 안정제가 포함된 약품은 녹조 제거 효율이 떨어지는 한계가 있었다.

연구팀은 탄소 소재에 코발트 원자를 하나씩 분산시킨 단일원자 촉매를 개발해 공기 중 산소와 물만으로 과산화수소를 현장에서 즉시 합성하는 기술을 구현했다. 이를 통해 생성된 과산화수소는 상용 제품보다 최대 1760배 빠른 녹조 제거 속도를 보였다고 연구팀은 설명했다.

연구팀은 이 촉매 기술을 태양광 패널과 부유식 플랫폼에 결합해 자율 수상 로봇을 완성했다. 로봇은 낮 동안 태양광으로 충전한 전력을 활용해 주야간 자율 운항이 가능하며, KIST 연구원 내 실제 연못에서 실시한 시험에서도 녹조 제거 성능을 검증했다.

이번 기술은 별도의 전력 공급 없이 현장에서 필요한 만큼 과산화수소를 생산하는 것이 특징이다. 이에 따라 저수지와 댐, 농업용 저수지 등 전력 인프라가 부족한 지역에서도 활용할 수 있으며, 약품 운송 과정에서 발생하는 비용과 누출 위험도 줄일 수 있다.

연구팀은 향후 장치 규모를 확대해 강과 대형 상수원 등 다양한 수질 관리 환경으로 적용 범위를 넓힐 계획이다.

오형석 KIST 책임연구원은 "이번 성과는 수질 정화 촉매와 첨단 복합소재, 로봇 제어 기술을 보유한 KIST 연구진의 융합 연구를 통해 얻은 결과"라며 "햇빛만으로 현장에서 녹조 제거제를 생산하는 이번 기술이 미래 스마트 물 관리 기술의 새로운 대안이 되기를 기대한다"고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 지원을 받아 KIST 주요사업과 탄소 업사이클링 사업, 국가과학기술연구회 창의형 융합연구사업의 지원으로 수행됐다.