핵융합연 연구팀, 친환경·경제성 갖춘 플라즈마 스마트팜 기술개발

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 수직농장과 같은 제한된 공간에서도 식물이 잘 자랄 수 있도록 돕는 플라즈마 기반 스마트팜 기술을 개발해 주목된다.

한국핵융합에너지연구원 플라즈마기술연구소 홍용철 박사 연구팀은 플라즈마 기술을 활용해 식물 생장에 필요한 이산화탄소를 공급하고, 대기 중 질소를 비료로 전환·활용하는 시스템 개발에 성공했다고 19일 밝혔다.

스마트팜의 한 형태인 수직농장은 정해진 공간에 선반을 수직으로 쌓아 작물을 재배하는 방식으로 경제성 및 농작물 품질 향상을 위한 다양한 기술 개발이 필요하다.

이에 연구팀은 식물 광합성에 필요한 이산화탄소를 친환경적으로 농축·공급하는 ‘플라즈마 버너 연소식 탄산시비(炭酸施肥)’ 기술을 개발했다.

이 기술은 플라즈마로 연료를 연소하는 방식으로, 기존 연소반응 대비 연료와의 반응속도가 빨라 완전연소를 유도할 수 있어 유해가스 배출을 최소화할 수 있다. 또 추가 정화시설이 불필요해 경제성과 친환경성을 동시에 갖춘 탄산시비가 가능하다.

연구팀은 수직농장의 생산성 향상을 위해 플라즈마로 대기 중 질소를 비료로 전환하는 ‘대기질소 비료화 기술’도 확보했다. 이 기술은 플라즈마 방전으로 대기 중 공기와 질소를 반응시켜 활성종을 생성하는 것으로 물, 공기, 플라즈마만으로 비료를 생산할 수 있어 매우 효율적이다.

또 식물생장에 필요한 영양소가 약 50~100배로 고농축된 비료를 생성하고 이를 물에 녹여 사용함으로써 운송과 보관 효율성을 높이며, 적은 양으로도 많은 농작물에 효과적으로 사용할 수 있다.

연구팀은 이 기술을 실제 수직농장에 적용해 실증평가를 수행한 결과, 기존의 탄산시비 및 질소비료 기술과 유사한 수준으로 작물의 생장률과 품질을 향상시키는 효과를 확인하며 상용화 가능성을 입증했다.

홍용철 박사는 “플라즈마 기반 스마트팜 기술이 실제 농업 현장에서도 유용성이 입증되어 큰 보람을 느낀다”며 “현재 산업체 기술 이전을 통해 상용화를 준비하고 있고 향후 국내외 식량 문제 해결에 기여할 수 있길 바란다”고 말했다.

오영국 핵융합연 원장은 “이번 연구 성과는 플라즈마 기술이 인류의 식량 문제 해결에 새로운 가능성을 보여줬다는 점에서 큰 의미가 있다”며 “앞으로도 플라즈마와 핵융합 기술을 바탕으로 신산업 창출과 글로벌 시장 개척에 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

이번 연구는 농림축산식품부 및 과학기술정보통신부, 농촌진흥청의 재원으로 농림식품기술기획평가원과 재단법인 스마트팜연구개발사업단의 스마트팜다부처패키지혁신기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.

memory4444444@news1.kr