cooperation case 01

• 성공적 산학협력
  공정 효율 개선과
  매출 향상으로
  이어져
• “차세대촉매센터·
  연구지원본부 &
  ㈜카프로 기술경쟁력
  확보하고,
  탄소중립실현 위한
  기술 개발까지 추진”

UNIST 차세대촉매센터와 연구지원본부가 울산 지역의 화학기업 ㈜카프로와 산학협력을 통해 공정 효율 향상과 매출 증대라는 성과를 이끌어냈다. ㈜카프로는 울산 남구 석유화학단지에 공장을 두고 있는 화학기업으로 국내에서 유일하게 나일론의 원료인 카프로락탐을 생산한다. 그러나 수입 원재료의 원가경쟁력 약화 등으로 어려움을 겪었고, 지난 2018년 8월부터 UNIST와의 연구개발을 통한 공정 개선을 진행해왔다. UNIST 차세대촉매센터와 연구지원본부는 카프로락탐 생산 공정 중에 발생하는 촉매의 생산성 저하 현상을 해결하기 위해 분석 장비를 바탕으로 연구력을 집중했다. 연구 끝에 연구진은 촉매 표면에서 활성을 저하시키는 촉매 피독 물질을 줄이는 방법을 통해 문제 해결에 성공했고, ㈜카프로의 카프로락탐 제조 공정 효율을 6% 이상 증대시킬 수 있었다. 이로써 ㈜카프로는 연간 22억 원 이상의 원가절감 효과를 거뒀다. 또 개선된 공정을 통해 연간 220억 원 규모의 매출 효과를 기대하고 있다.
신태주 연구지원본부장은 “UNIST가 울산 석유화학 공단 인근에 위치한 만큼 기업의 실제 기술 개발을 눈으로 확인하며 협력할 수 있다는 장점이 있다”라며 “이번 사례는 대학의 기술이 기업과 연계해 실질적인 매출 증대를 이뤄낸 의미 있는 성과”라고 말했다. ㈜카프로 관계자는 “회사는 경쟁력 있는 원료 생산을 바탕으로 중견기업으로 성장했지만, 독자적인 연구 인력과 설비를 갖추지 못해 새로운 기술 개발에 어려움을 겪어왔다”라며 “울산에 소재한 UNIST가 회사의 애로기술을 해결하고, 공정기술 향상에 도움을 줄 수 있는 필수적 인프라를 잘 갖추고 있어 실제적인 도움을 많이 받았다”라고 전했다.
UNIST 차세대촉매센터와 ㈜카프로는 이번 협력에서 나아가 탄소중립 실현에 기여할 기술 개발에도 함께 나설 계획이다. 최근 기후변화와 재생에너지 개발 등에서 핵심 쟁점으로 떠오르고 있는 이산화탄소 감축 기술을 개발하는 것이다. 그중에서도 특히 석유화학제품 생산 공정에서 배출되는 이산화탄소를 고부가가치 물질로 전환하는 공정기술을 확보하는 것이 목표다. 안광진 차세대촉매센터장은 “노후화된 석유화학 설비의 고도화는 물론 친환경 미래를 위한 기술 개발까지 울산의 기업들과 UNIST가 협력할 수 있는 분야는 무궁무진하다”라며 “이산화탄소 촉매 전환 기술을 보유하고 있는 UNIST가 울산의 기업과 협업한다면 진정한 의미의 탄소중립을 실현할 수 있다”라고 말했다.

cooperation case 02

• 지역 활력
  프로젝트 사업
  해수전지 기반
  살균·중화장치
  개발 성공
• “김영식 에너지화학공학과
  교수팀의 해수전지
  기반 바닷물 살균·중화
  기술 개발로 지역 산업체
  ㈜동성산기와 제품
  개발 박차 ”

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해양특화전지(해수전지)는 바닷물을 이용하는 친환경 전기에너지 저장 장치이다. 이 장치를 이용한 새로운 응용 분야로 해수 담수화, 수소 생산 등 주목받고 있는 가운데, UNIST 에너지화학공학과 김영식 교수 연구팀이 해수전지를 활용한 바닷물 살균 · 중화 기술을 개발했다. 이는 바닷물 속 나트륨 이온을 이용해 전기를 충전, 방전하는 과정에서 살균 물질이 발생하는 것을 이용한 것이다. 해수전지를 충전하면 바닷물의 소금(NaCl) 성분 중 나트륨 이온(Na⁺)이 이동하며 염소가 생성되는데, 이 염소가 살균 물질로 작용해 박테리아나 병원균을 제거한다. 반대로 방전될 때는 살균 물질이 나트륨 이온을 만나 중화되면서 다시 소금으로 변한다.
이 기술은 배터리에 전기를 저장하고, 방출하는 과정에서 자연스럽게 살균 · 중화가 가능하다는 특징을 갖는다. 기존에도 전기분해를 통한 살균 기술은 존재했지만, 이 경우엔 별도의 중화장치를 설치하거나 중화를 위한 화학약품을 사용해야 하는 불편이 있었다. 김영식 교수는 “바닷물 살균은 육상 양식장의 소독이나 선박평형수 처리 등에서 필수적인 기술”이라며 “해수전지를 이용하는 방법은 추가 비용이 드는 중화 설비 설치나 독성 부산물의 위험이 있는 화학약품을 투여하는 기존 기술보다 경제적이고 친환경적”이라고 설명했다.
그리고 실험실에서 입증된 이 기술로 제품 개발에 나선 지역 기업이 있다. 울산에 위치한 선박 기자재 업체인 동성산기㈜는 UNIST와 한국해양과학기술원(KIOST)이 주관하는 지역 활력 프로젝트 사업을 통해 200L급 해수전지 기반 하이브리드 살균 · 중화장치 개발에 성공해 제품 출시를 앞두고 있다.
개발된 제품은 기존 전기분해 기술을 통한 염소소독제 생성 장치에 해수전지를 활용한 신개념 중화 장치를 추가한 것이다. 전기분해로 바닷물을 소독하고, 해수전지에 저장된 전기를 사용하면서 소독제를 무해한 물질로 중화하는 방식이다. 동성산기 관계자는 “선박평형수 처리에 대한 국제해사기구(IMO) 협약 기준에 부합하도록 장치를 개발하고 있으며, 추후 규모를 키워 대규모 선박의 선박평형수 처리에 적용하는 것이 목표”라며 “궁극적으로는 현재의 하이브리드형이 아닌 해수전지만을 활용한 살균, 중화 장치를 개발해 전력 소모도 줄일 수 있을 것으로 기대한다”라고 밝혔다. 지역 활력 프로젝트를 주도한 최윤석 UNIST 에너지화학공학과 교수는 “이번 프로젝트는 대학에서 개발된 친환경 에너지 기술이 지역 산업에 새로운 가능성을 불어넣고 있는 사례”라며 “앞으로도 해양 환경에서 활용될 수 있는 신산업의 성장을 위한 지역 기업들과의 협력을 지속해나갈 것”이라고 말했다. 울산시 관계자는 “코로나19 상황으로 지역 경제가 침체되어 있는데, 이번 지원사업과 같이 산·학·연의 인프라를 활용한 시제품을 사업화까지 달성해 지역 내 양질의 일자리 창출과 지역 경제의 활력을 기대한다”라고 전했다.