[공학저널 전수진 기자] 최근 가스안전 분야에서 양자 특성을 이용해 원거리의 가스를 정밀 계측, 이를 기반으로 눈에 보이지 않는 가스를 영상화하는 기술이 화제를 모으고 있다.
이 기술은 가스마다 특정 파장의 빛을 흡수하는 성질을 이용해 특정 파장의 빛을 쏘아 흡수되고 돌아온 빛을 분석해 가스의 종류와 농도를 확인하는 기술이다. 기존 기술과 달리 광자 단위의 계측을 통해 더욱 민감하고, 더 먼 거리에서 가스 측정이 가능한 것이 특징이다.
특히 고유의 3D 라이다 기술을 바탕으로 누출된 가스를 영상화했다는 점에서 눈길을 끌고 있다. 기존 가스 누출 사고 시 시각적으로 확인이 어려워 피해량과 농도 확인 등이 어려웠지만, 3D 라이다 기술로 측정된 가스를 영상화해 보여주기 때문에 피해량과 피해 범위 등 시각적인 파악이 가능해졌다.
이에 따라 가스의 미세누출을 조기에 감지하는 것은 물론, 동시에 가스 누출이 발생한 정확한 위치까지 측정할 수 있게 됐다.
이러한 기술을 개발한 ㈜퀀텀센싱은 양자기술을 접목해 산업에 이용 가능한 가장 기본적인 기술인 광자 센싱을 시작으로 양자 단위 센싱을 위한 핵심 기술을 개발·보유하고 있으며, 보유한 기술을 산업에 적용하기 위해 응용 분야 연구도 활발히 진행 중이다.
현재 퀀텀센싱은 가스안전 산업 분야에서 가스 영상화 기술을 바탕으로 원거리에서 가스를 탐지하고 누출원을 파악할 수 있는 장비를 개발 중이다. 광역 센싱을 통해 넓은 지역에 펼쳐져 있는 가스 시설 관리와 가스 시설의 안전 확보를 목표로 하고 있다.
퀀텀센싱 반창우 부사장(사진)은 “기존 가스 시설의 건전성을 평가하기 위한 센싱 기술과 가스 누출에 있어 기존 시스템을 이용한 국부적인 센싱, 그리고 양자 광을 이용한 원거리 가스 센싱을 동시에 수행해 가스안전에 있어 보다 효율적인 안전관리 시스템을 보급하고자 한다”며 “현재 가스안전 산업 분야에 집중하고 있는 것과 더불어 지구 6대 온실가스 중 하나인 메탄가스 계측·정량화 기술을 이용해 환경 산업으로의 진출을 모색하고 있다”고 말했다.
최근 퀀텀센싱은 한국전자통신연구원과 기술의 확대 적용과 에너지 관리 시스템의 보급·확산을 위해 가장 큰 장애 요소인 고가의 외산 센서를 대체하고자 여러 가지 종류의 센서들을 하나의 모듈 단위로 만든 저가의 복합센서를 도입하고, 상대적으로 정밀하지 않은 데이터를 인공지능 기반으로 가공해 에너지 관리 시스템에 활용하는 등의 기술 협력과 연구를 함께 수행 중이다.
이를 통해 건물 에너지 관리 시스템에 활용 가능한 실내 환경 공기 질을 계측하기 위한 복합센서 단말과 실내 재실자 위치 측위가 가능한 재실감지 센서 단말을 개발해 현장에 실증하기도 했다.
이뿐만 아니라 퀀텀센싱은 지난해부터 과학기술정보통신부 지원 양자기술개발 선도사업도 수행 중이다. 연구개발 내용에는 중적외선 대역에서 사용 가능한 양자 광센서 개발이 포함돼 있으며, 이 양자 광센서를 활용해 기존 150m 거리에서 탐지가 가능했던 원거리 가스 영상화 장비를 1km 이상의 원거리에서 가능하도록 하고, 단일 장비에서 여러 가스를 동시에 탐지하도록 개발하고 있다.
반 부사장은 “양자 과학기술 분야는 양자 컴퓨팅, 양자 통신, 양자 센싱 등 3개 분야로 나눌 수 있다. 양자기술은 향후 국가 안보와 직결되는 기술로서 정부에서도 정책을 통해 기술을 육성하고 인력양성 사업 등을 지원하고 있다”며 “하지만 선진국 대비 원천기술 확보에 있어 뒤처져 있는 것도 사실이기 때문에 이를 극복하고 기술을 선도하기 위해서는 산업 응용에 있어 시장을 선점하는 것이 중요하다. 그리고 그 가능성이 가장 큰 분야가 양자 센싱 분야라고 생각한다”고 전했다.
그는 이어 “고전적인 센싱 기술로 해결되지 않는 산업 난제들에 양자 센싱 기술이 융합된다면 당장 현장에서 사용 가능한 기술들이 많을 것으로 생각한다. 원천기술 지원도 필요하지만, 양자기술 산업응용기술 분야로도 지원이 확대돼야 할 것”이라며 “퀀텀센싱의 사명에서 알 수 있듯 양자 기반의 센싱 원천기술과 함께 산업에 응용하고 접목하는 기술들을 보유하고 있다. 이를 기반으로 여러 산업에 응용 가능한 다양한 양자 센서 기술을 개발하고 이를 산업에 적용해 안전·환경 분야뿐만 아니라 여러 분야에서의 난제들을 풀어나갈 수 있도록 더욱 노력할 것”이라고 덧붙였다.
