위험하고 복잡한 촉매 실험 자동화한 '스마트 실험실' 구축

에너지연 윤민혜 박사팀 "촉매 연구의 새로운 지평"

(대전=연합뉴스) 정찬욱 기자 = 한국에너지기술연구원은 탄소전환연구실 윤민혜 박사 연구진이 위험하고 복잡한 촉매 개발 실험 전주기 공정(촉매 합성-분석-반응)을 자동화하는 스마트 실험실을 구축했다고 18일 밝혔다.

촉매 연구의 새로운 지평을 열었다는 평가를 받는다.

연구진은 촉매 구조 분석부터 샘플링, 생성물 분석, 일련의 데이터 수집과 보관까지 모두 자동으로 하는 스마트 실험실 기반을 구현했다.

연구진은 실험실 무인, 자동화를 위해 촉매 구조를 분석하는 장비인 XRD(X-선 회절) 분석 자동화 및 자율 분석시스템을 구축했다.

사용 연한이 오래된 XRD 장비에도 적용할 수 있어 신규 장비 도입 없이도 활용할 수 있다.

합성연료를 만드는 실험 중 가장 난도 높은 고온고압 반응기 자동샘플링 시스템도 개발했다.

고온고압으로 인한 화상과 질식 등 위험 요인을 제거해 안정적이고 안전한 실험환경을 조성할 수 있다.

무인 환경에서도 연속적인 샘플링이 가능해 효율적인 운영을 가능하게 한다.

연구진은 자동화로 축적된 분석과 평가 데이터를 샘플 QR 관리 프로그램(데이터베이스 웹 플랫폼)을 통해 유기적으로 관리, 촉매 연구의 신뢰성과 효율성도 높였다.

이렇게 쌓인 데이터는 자동 수집과 가공을 거쳐 데이터베이스(DB)화되고, 실시간 시각화할 수 있는 데이터 자동 수집-변환시스템을 통해 원하는 방식으로 보관할 수 있다.

연구진은 보관 데이터를 인공지능(AI)에 학습시켜 활용성을 더 높일 계획이다.

윤민혜 박사는 "기존 자율주행 실험실은 로봇을 통해 단순 반복 업무 자동화에 중점을 뒀다면, 스마트 실험실은 어렵고 위험한 실험 환경을 개선함과 동시에 데이터 자동 수집 및 DB화 등 실험 전 분야 데이터를 효과적으로 관리할 수 있는 시스템"이라고 설명했다.

그러면서 "실험실의 디지털 트윈(가상 모형)을 구현해 연구 현장의 혁신을 이끄는 데 크게 기여할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

jchu2000@yna.co.kr

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