고감도 악취 센서 소재 기술을 개발한 한국세라믹기술원 AI융합연구단 지상수 선임연구원(왼쪽)과 논문 제1 저자로 참여한 제연진 연구원.

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한국세라믹기술원(원장 윤종석)은 AI융합연구단 지상수 박사 연구팀이 기존 센서로는 탐지 불가능한 저농도 악취 입자를 정밀하게 식별할 수 있는 고감도 센서 소재 기술을 개발했다고 5일 밝혔다.

그동안 수입에 의존해온 악취 모니터링 센서를 국산 기술로 대체할 수 있는 토대를 마련한 성과다.

최근 산업단지나 하·폐수 처리장, 음식물 쓰레기 처리시설 주변에서 발생하는 악취로 인해 주민 민원이 크게 늘고 있다. 여러 종류의 가스가 섞여 있는 '복합 악취'는 극히 낮은 농도에서도 불쾌감을 주기 때문에 이를 정확하게 측정할 수 있는 기술이 더욱 중요해진다.

기존 하·폐수 처리장에서 사용한 악취 센서는 황 성분 가스에 오래 노출될 경우 내부가 쉽게 부식돼 성능이 빠르게 떨어지고 감지 정확도가 점점 낮아져 센서를 자주 교체해야 하는 한계가 있었다.

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위하여 삼산화몰리브덴(MoO3) 산화물 구조 내부의 산소 결함 농도를 조절해 가스를 더 잘 붙잡으면서도 쉽게 손상되지 않도록 설계했다. 가스를 민감하게 감지할 수 있는 성능은 유지하면서도 부식에 강한 구조로 바꿔 내구성을 향상시킨 것이다.

그 결과 10ppb(1억분의 1) 수준의 낮은 농도 가스를 감지하는 능력은 유지하면서도 부식에 강한 특성을 확보했다. 이는 상용 반도체식 센서 성능(1ppm) 수준과 비교했을 때 매우 우수한 성능이다.

실제로 30일 이상 연속 작동 시험에서도 성능이 거의 변하지 않고 하·폐수 처리장에서 직접 채취한 가스를 이용한 평가에서도 안정적으로 작동함을 확인했다. 실험실 수준을 넘어 실제 현장에서도 사용할 수 있는 수준의 내구성과 신뢰성을 확보했다는 점에서 의미가 있다.

이번 성과는 산업통상부에서 주관하고 한국산업기술기획평가원에서 지원하는 '소재부품 기술개발사업'을 통해 달성했으며 지 박사 주도하에 제연진 연구원이 제1 저자로 참여했다. 센서 분야 세계적 학술지인 'ACS Sensors' 2026년 1월호 표지논문으로 선정되며 학술적 우수성도 인정받았다.

삼산화몰리브덴 산화물 기반 고감도 악취센서 소재 기술을 소개한 ACS Sensors 2026년 1월효 표지.

지 박사는 “이번 연구는 아주 낮은 농도의 악취 가스를 정확히 감지할 수 있을뿐 아니라 실제 현장에서도 안정적으로 작동한다는 점을 확인했다”며 “현재 수입에 의존하고 있는 악취 모니터링 센서를 국산 기술로 대체할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

진주=노동균 기자 defrost@etnews.com

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