[대전=뉴시스] 핵융합연서 개발한 플라즈마 스마트팜 기술을 수직농장에 적용해 상추를 재배하는 모습.(사진=핵융합연 제공) *재판매 및 DB 금지

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[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 플라즈마 기반 스마트팜 기술이 개발돼 제한된 공간에서 생산성 높게 식량자원을 확보할 수 있게 됐다.

한국핵융합에너지연구원은 플라즈마 기술을 활용해 식물 생장에 필요한 이산화탄소를 공급하고 대기 중 질소를 비료로 전환해 활용하는 시스템을 개발했다고 19일 밝혔다.

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

수직농장과 같이 밀폐된 공간에서 작물을 고밀도로 재배할 때는 이산화탄소 농도가 낮아져 생장이 저하될 수 있다. 이를 해결하기 위해 천연가스나 LPG 등의 연료를 연소, 이산화탄소를 공급하는 방법이 활용되고 있으나 연소과정에서 질소산화물 등 유해가스가 발생해 정화를 위한 후처리 장치가 필요하다는 단점이 있다.

이번에 핵융합연 플라즈마기술연구소 홍용철 박사팀은 식물 광합성에 필요한 이산화탄소를 친환경적으로 농축·공급하는 '플라즈마 버너 연소식 탄산시비(炭酸施肥)' 기술을 확보했다. 탄산시비는 광합성에 필요한 이산화탄소 농도를 조절하기 위해 인위적으로 이산화탄소를 공급하는 농법이다. 플라즈마 버너 연소식 탄산시비 기술은 플라즈마로 연료를 연소한다.

이 기술은 기존 연소 반응 대비 연료와의 반응속도가 빨라 완전연소를 유도할 수 있어 유해가스 배출을 최소화 할 수 있다. 이로 인해 추가 정화시설이 불필요해 경제성과 친환경성을 동시에 갖춘 탄산시비가 가능하다.

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

특히 식물생장에 필요한 영양소가 약 50~100배로 고농축된 비료를 생성하고 이를 물에 녹여 사용, 운송과 보관 효율성은 높고 적은 양으로도 많은 농작물에 효과적으로 사용할 수 있다는 장점이 있다.

홍용철 박사는 "농업현장에서 이번 플라즈마 기반 스마트팜 기술의 유용성을 입증했으며 산업체 기술 이전을 통해 상용화를 준비하고 있다"고 말했다.

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

☞공감언론 뉴시스 kys0505@newsis.com

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