매년 여름 반복되는 녹조를 햇빛만으로 제거하는 자율 수상로봇이 세계 최초로 개발됐다. 공기와 물만으로 현장에서 녹조 제거제인 과산화수소를 즉시 생산해 살포하는 방식으로, 별도의 전력 공급이나 약품 운반 없이도 장시간 자율 운항이 가능해 향후 댐과 저수지 등 대규모 수역의 친환경 수질 관리 기술로 활용될 전망이다. 태양광 자율 수상로봇의 작동 원리와 성능. (왼쪽) 태양광으로 전기를 생산하고 공기 중 산소와 물을 이용해 현장에서 과산화수소를 만들어 녹조를 제거하는 과정. 삽입 사진은 과산화수소를 생산하는 핵심 촉매. (오른쪽 위) 녹조 오염수가 로봇 작동 6시간 만에 맑게 정화된 모습. (오른쪽 아래) 로봇이 현장에서 생산한 과산화수소가 상용 과산화수소보다 훨씬 빠르게 녹조를 제거하는 것을 보여주는 비교 결과. 연구진 제공 한국과학기술연구원(KIST)은 오형석 청정에너지연구센터 박사 연구팀이 김남동 초물성전도소재연구센터 박사 연구팀, 조혜성 극한물성소재연구센터 박사 연구팀과 공동으로 햇빛만으로 작동하는 무전원 자율 방제 수상로봇을 세계 최초로 개발했다고 31일 밝혔다. 녹조는 여름철 강과 호수에서 반복적으로 발생해 악취를 유발하고 수중 산소를 감소시켜 어류 폐사의 원인이 된다. 일부 남조류는 독성 물질을 생성해 상수원 수질 안전에도 영향을 미칠 수 있어 효과적인 제거 기술 개발이 꾸준히 요구돼 왔다 바다이야기 고래 출현 . 현장에서 과산화수소 직접 생산 기존 녹조 제거는 작업자가 선박으로 과산화수소를 직접 살포하는 방식이 주로 사용됐다. 그러나 넓은 수역을 반복적으로 이동해야 해 많은 인력과 비용이 들고, 장기 보관을 위해 첨가하는 안정제가 녹조 제거 효율을 떨어뜨리는 한계가 있었다. 수질 정화 장치의 구조와 작동 원리. (왼쪽 위) 오염된 물을 연속적으로 정화하는 장치의 내부 구조 모식도. (왼쪽 아래) 녹조 오염수가 장치 내부를 통과하며 실시간으로 정화되는 모습. (오른쪽) 공기 중 산소를 촉매로 과산화수소로 전환해 녹조를 분해하는 원리. 연구진 제공 연구팀은 탄소 소재에 코발트 원자를 하나씩 분산시킨 '단일원자 촉매'를 개발해 공기 중 산소와 물만으로 과산화수소를 현장에서 즉시 합성하는 기술을 구현했다. 이 기술로 생성한 과산화수소는 상용 과산화수소보다 녹조 제거 속도가 최대 1760배 빠른 것으로 확인됐다. 연구팀은 이 촉매 시스템을 태양광 패널과 부유 장치에 결합해 자율 수상로봇을 제작했다. 로봇은 낮 동안 태양광으로 충전한 전력을 활용해 주·야간 자율 운항이 가능하며, KIST 연못에서 진행한 시험 운행에서도 녹조 제거 성능을 성공적으로 검증했다. 이번 기술은 전력 인프라가 부족한 댐과 저수지 등에서도 활용 가능성이 높다 황금성pc버전 . 필요한 만큼의 과산화수소를 현장에서 직접 생산하기 때문에 약품 운송 비용과 누출 위험을 줄일 수 있으며, 향후 장치 규모를 확대하면 강과 대형 상수원 등 다양한 수질 관리 현장에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 연구진 사진. 왼쪽부터 이영록 박사후연구원(제1저자/KIST 청정에너지연구센터), 김민우 학생연구원(제1저자/KIST 초물성전도소재연구센터), 오철우 박사후연구원 (제1저자/前 KIST 청정에너지연구센터), 오상민 학생연구원(제1저자/前 KIST 극한물성소재연구센터), 김남동 책임연구원(교신저자/KIST 초물성전도소재연구센터), 조혜성 책임연구원(교신저자/KIST 극한물성소재연구센터), 오형석 책임연구원(교신저자/KIST 청정에너지연구센터). KIST 제공 오형석 KIST 책임연구원은 "이번 성과는 수질 정화 촉매와 첨단 복합소재, 로봇 제어 기술을 융합해 얻은 결과"라며 "햇빛만으로 현장에서 녹조 제거제를 생산하는 기술이 미래형 스마트 물 관리의 새로운 대안이 되기를 기대한다"고 말했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 지원을 받아 KIST 주요사업과 탄소 업사이클링 사업, 국가과학기술연구회 창의형 융합연구사업으로 수행됐다. 연구 결과는 환경·에너지 분야 국제학술지 '응용 촉매 B: 환경 및 에너지(Applied Catalysis B: Environment and Energy)' 최신호에 게재됐다. 과산화수소보다 훨