[K글로벌타임스] 케이퓨전테크놀로지(대표 곽헌길)가 2017년 해양수산부로부터 신기술(NFP) 인정을 받았다. 무전극으로 수중 플라즈마 발생장치를 개발한 것이다. 이 기술을 알기 위해서는 우선 플라즈마에 대한 이해가 필요하다.

플라즈마는 고체, 액체, 기체가 아닌 물질의 네 번째 상태다. 일반적으로 고체에 고온이나 에너지를 가하면 액체 또는 기체가 되는데, 이 기체 상태에 더 높은 열이나 에너지를 가하면 기체는 초고온으로 달아오른다. 이때 기체는 전자와 중성입자, 원자핵 등의 입자로 분리되는데, 이 상태가 바로 플라즈마다. 쉬운 예시로는 오로라 현상이 있으며, 일상 속에는 형광등이 속한다.

플라즈마는 보통 직류 방전을 이용해 만들어지는데, 이를 수중에서 전원 공급 없이 플라즈마를 얻는 신기술을 케이퓨전테크놀로지가 개발한 것이다. 고도의 혁신 기술이 아닐 수 없다.

케이퓨전테크놀로지가 개발한 수중 플라즈마 발생장치는 기존 기체방전 플라즈마와 완전히 다른 기술이다. 전자기파나 음파, 고전압을 사용할 필요가 없을뿐더러 실온에서 고압의 순수한 물만 사용해 백색의 고밀도 플라즈마를 연속해서 만들어낸다. 이는 곧 50~200ppm 농도의 수소수가 된다.

액체 속에서 기포가 붕괴할 때 플라즈마가 발생한다는 사실은 이미 수년 전 확인된 바 있다. 하지만 플라즈마를 연속적으로, 그리고 안정적인 상태로 발생하도록 만드는 기술은 케이퓨전테크놀로지의 독자적 기술이다.

기술의 원리는 다음과 같다. 전처리를 한 초순수 워터펌프를 활용해 40bar 이상의 강한 압력을 가하면 극미세 기포의 공동현상(Cavitation)이 발생하는데, 이를 통해 순수한 물이 노즐 형태의 관로를 고속으로 통과하면서 전자가 발생한다. 그리고 이는 전자 저장부에 붙는다.

이때 음극의 동종 전하들 간에 발생하는 척력으로 극미세 기포가 붕괴하면서 그 충격으로 주변의 기포들이 연쇄 붕괴를 일으킨다. 이 기술은 케이퓨전테크놀로지의 독보적이면서도 독자적인 기술일 뿐만 아니라 세계 최초다.

케이퓨전테크놀로지의 무전극 수중 플라즈마 발생 기술은 정부와 기관 등에서 4차례나 지적재산(IP) 지원사업을 받아 연구를 이어오고 있으며, 곽헌길 대표는 이 분야만 18년째 연구한 전문가다. 사업화를 염두에 두고 국내외 관련 특허를 검토했는데, 해외에 선행 특허가 없다는 사실도 확인했다.

이에 2020년 환경부로부터 국가물산업클러스터사업단장상, 2022년 대한민국 발명특허대전 특허청장상 등을 수상했다.

그렇다면 이 기술이 어디에 활용될지 궁금해진다. 다방면에서 사용할 수 있지만, 가장 주목받는 분야는 그린수소 분야다. 또한 음용이 가능한 스마트팜 용수 분야도 있다. 이로 인해 정부가 2050년 그린수소 생산 목표를 2024년 이내 조기 달성할 수 있는 데 큰 도움을 줄 것으로 관계자들의 기대를 한 몸에 받고 있다.

그린수소의 경우, 그린수소를 만들기 위해서는 전기분해에 의존해야 한다. 현재로서 상용화된 기술은 알칼라인 전기분해와 고분자 분리막 전기분해 기술인데, 케이퓨전테크놀로지의 기술은 이보다 비용적인 측면에서 앞서 있다는 장점이 있다. 물을 전처리하는 것만으로도 효율이 대폭 상승하기 때문이다. 필요한 것은 소비전력 5.5kW 정도 되는 워터펌프뿐이다.

스마트팜 용수 분야에서는 수중 플라즈마 발생 과정을 거친 30ppm 이상 다량의 수소가 포함된 물이 기존 수전해에 사용되던 PEM 셀 적극 촉매를 활성화시켜 효율성을 약 70% 가까이 끌어올린다. 그로 인해 환원력이 높으면서도 썩지 않은 물이 되어 식물의 생장 속도를 제고한다.

또한 활성종(Radical)과 OH-가 없는 고농도의 수소수로 음용하고 스프레이로 뿌리는 것만으로도 욕창과 3도 이하의 화상에 흉터가 남지 않을 만큼 의료 분야에서도 효과가 입증되었으며, 바이러스 초기 감염률을 90& 이상 감소시킨다는 공식적인 실험 결과도 확보했다.

케이퓨전테크놀로지는 올해부터 독일, 사우디아라비아, 일본, 중국 등 세계 시장으로 비즈니스 영역을 뻗어 나가면서 국내 수소 관련 기업과도 협업할 계획이다. 곽헌길 대표는 “국내 기술로 무전극 수중 플라즈마 발생 장치 개발이 가능하냐는 의문을 많이 받았다. 오랜 시간 시행착오를 거치며 기술을 바로잡았고, 이제는 사업화 단계로 나가려 한다”고 전했다.

[K글로벌타임스 강초희 기자] [email protected]