플라스마를 이용해 식물 생장에 필요한 이산화탄소를 공급하고, 대기 중 질소를 비료로 만드는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

이 기술을 스마트팜에 접목하면 경제성과 친환경성을 모두 확보할 수 있을 전망이다.

19일 한국핵융합에너지연구원은 플라스마기술연구소 홍용철 박사 연구팀이 플라스마를 이용해 식물 생장에 필요한 이산화탄소를 공급하고, 대기 중 질소를 비료로 전환하는 스마트팜 기술을 개발했다고 밝혔다.

최근 주목받는 스마트팜의 한 형태인 수직농장은 제한된 공간에 선반을 수직으로 쌓아 올려 작물을 재배하는 방식이다. 생산성을 높일 수 있으나 고밀도로 재배할 경우 이산화탄소 농도가 낮아져 생장이 저하될 수 있다는 단점이 존재한다.

때문에 천연가스나 액화석유가스(LPG) 등 연료를 연소해 이산화탄소를 공급하는 방식이 연구되고 있지만, 연소 과정에서 질소산화물 등 유해가스가 발생해 정화 장치가 필요하다는 한계가 있다.

이에 착안한 연구팀은 플라스마를 이용해 연료를 완전연소시킴으로써 유해가스 배출을 최소화할 수 있는 이산화탄소 공급 농법 '플라스마 버너 연소식 탄산시비(炭酸施肥)' 기술을 개발했다.

플라스마는 고체·액체·기체에 이은 제4의 물질로 매우 높은 온도의 에너지 상태를 의미한다. 때문에 이 기술은 별도의 정화 시설을 필요로 하지 않아 경제성과 친환경성을 모두 갖춘 이산화탄소 공급이 가능해진다.

또 연구팀은 플라스마를 이용해 대기 중 질소를 비료로 전환할 수 있는 '대기 질소 비료화 기술'도 개발했다.

플라스마 방전으로 공기와 질소를 반응시켜 물과 공기, 플라스마만으로도 비료를 생산할 수 있다.

연구팀은 이 비료에 식물 생장에 필요한 영양소가 약 50∼100배로 농축돼 있어 적은 양으로도 많은 농작물에 효과적으로 사용할 수 있다고 설명했다.

해당 기술을 실제 수직농장에 적용해 작물의 생장률과 품질 향상 효과를 확인했다...현재 산업체 기술 이전을 통해 상용화를 준비하고 있다"
- 홍용철 박사 -