지구를 살릴 수 있는 혁신적 과학기술

250년 전만 해도 내연기관은 세상에 없었다. 석탄을 때는 공장도, 점보 제트기도 마찬가지다. 쉽게 말해 현재 지구 환경을 위기로 몰아넣고 있는 지구온난화의 원인 기술들은 하나도 존재하지 않았다. 시간이 지날수록 기술의 발전 속도는 더욱 광속화 될 것이다. 인류가 지구에 이로운 일을 할 시간이 그리 많이 남아있지 않다는 얘기다. 이번 기사에서는 최첨단 기술로 기후변화를 억제하고 지구 자원을 보존할 수 있음을 알려주고자 한다. 아스팔트 대신 태양전지 패널로 고속도로를 만들고, 이산화탄소를 석유로 탈바꿈 시키는 미래를 상상해보자. 이는 절대 망상이 아니다. 전 세계 여러 지역공동체들이 기존의 환경보존시스템에 더해 과학기술을 활용, 환경을 개선하려는 야심찬 프로젝트를 펼치고 있다. 또한 건축가들도 지구를 살릴 수 있는 혁신적 설계도를 그려놓은 상태다. 이제 출발신호만 떨어지면 된다. 기저귀 농사꾼: 일회용 기저귀를 이용해 사막을 비옥한 토양으로 바꾼다 과학자들은 2040년의 지구에 대해 비관적이다. 많은 토양이 메말라 경작이 불가능한 불모지가 될 것으로 예측한다. 하지만 벨기에 출신 과학자이자 사회기업가인 빌렘 반 코뎀의 의견은 다르다. 그는 “미래의 지구는 따뜻한 곳이라면 어디서나 열대 과일을 재배할 수 있는 녹색의 세상이 될 것”이라고 강조한다. 그가 추구하는 경작법에는 물이 많이 필요치 않다. 때때로 잠시만 비가 와도 충분하다. 이 정도면 건조한 모래에서도 풍성한 정원을 가꿀 수 있다. 비법은 바로 히드로겔이다. 히드로겔은 자신의 중량보다 수백배의 물을 빨아들이는 강력한 수분 흡수력을 바탕으로 식품가공에서 석유유출사고의 수습에 이르기까지 다각적 용도로 사용되고 있다. 그중에서도 가장 흔한 히드로겔의 용도는 1회용 기저귀의 흡수제다. 코뎀의 농업용 히드로겔은 물을 가두는 것에 더해 시간을 두고 흡수한 물을 식물에 공급하는 것이 특징이다. 이렇게 안정적 물 공급이 가능해지면 사막도 비옥한 토지가 될 수 있다는 게 그의 주장이다. 물론 오직 물만으로는 힘들지 모른다. 때문에 코뎀은 벨기에 겐트대의 유명 식물학자들로부터 조언을 받아 토양의 상태를 건강하게 유지해주는 일종의 토양 컨디셔너인 ‘테라코뎀(Terracottem)’을 개발했다. 테라코뎀은 쉽게 말해 히드로겔과 함께 천연 박테리아의 번식을 돕는 유기 작용제가 들어있는 두께 20~30㎝의 흙이다. 이를 가지고 실시한 초기실험 결과, 남극대륙을 제외한 모든 대륙과 토양에서 효과가 나타났다. 테라코템만 있으면 어떤 불모지라도 옥토가 됐으며 생명이 자랄 수 있게 변했다. 지난 2005년에는 유니세프가 코뎀을 초청, 알제리 사하와리 난민촌의 가족 농원 건설을 감독하게 하기도 했다. 일회용 기저귀는 이미 1940년대에 실용화됐는데 이토록 경이로운 기술은 왜 지금에야 개발된 것일까. 사실 히드로겔은 원래 유독물질이었다. 그리고 과학자들, 특히 코뎀조차 안전한 히드로겔이 개발될 것이라고는 생각지 못했다. 그러던 어느 날 독일의 한 일회용 기저귀 회사의 연구원이 코뎀을 찾아와 독성없는 히드로겔을 내놓았다. 믿지 못하는 코뎀 앞에서 그 연구원은 히드로겔을 먹기도 했다. 코뎀은 당시 “몇 달 후에도 살아있다면 다시 찾아오라”며 그를 되돌려 보냈지만 결국 자신이 틀렸음을 인정할 수밖에 없었다. 현재 코뎀은 테라코뎀에서 키울 식물을 구하는데 노력하고 있다. 시드포 푸드라는 비영리기구를 창설, 종자가 남아돌아 버리고 있는 사람들에게 종자를 기부 받고 있는 것. 또한 그는 테라코뎀의 다른 용도를 찾는데도 역량을 기울이는 상태다. 그 하나가 우주에서의 활용성이다. 히드로겔과 약간의 물, 그리고 유리 같은 구슬만 있다면 외계행성에서도 식물 뿌리가 자랄 수 있는 발판 구실을 할 수 있다는 생각에서다. 코뎀은 “히드로겔로 우주에서 놀라운 일을 할 수 있다고 생각한다”며 “하지만 우선 지구상의 문제를 해결하는 것이 우선”이라고 말했다. 태양에너지 고속도로 고속도로에 쏟아지는 햇빛은 운전자를 숨 막히게 한다. 하지만 도로를 태양전지 패널로 만든다면? 태양전지 패널로 도배된 도로. 이것이 미국 아이아호 소재 솔라 로드웨이스가 지향하는 미래 세상이다. 이 회사는 자동차 하중을 견뎌낼 수 있는 고강도 패널에 태양전지와 LED 조명을 삽입, 도로에 설치하고자 한다. 3.6×3.6m 크기의 솔라 로드웨이 패널은 하루 평균 4시간 동안만 햇볕을 받아도 7,600Wh의 에너지를 생산한다. 이 정도의 전력생산 속도면 1.6㎞ 길이의 4차선 도로에서 500가구가 사용할 에너지 생산이 가능하다. 미국 교통부(DOT)의 자금지원으로 지난 2월 시제품 개발에 성공한 상태로서 미국 내의 모든 도로를 이것으로 교체하면 미국 전역에서 사용하는 것보다 훨씬 많은 전기를 생산할 수 있다는 게 이 회사 스콧 브루소 사장의 설명이다. 그의 목표는 패널의 단가를 개당 1만 달러 이하로 낮추는 것. 사실 1만 달러라도 동일 면적의 아스팔트에 비해 3배나 비싼 가격이지만 수명을 아스팔트의 3배인 30년으로 늘려 가격문제를 해결할 계획이다. 브루소 사장은 “이는 손익분기점을 넘은 것에 불과하다”며 “패널이 생산할 전기를 생각하면 무엇이 더 이득인지 쉽게 판단할 수 있다”고 밝혔다. 패널의 성패는 패널 표면에 코팅될 유리 소재에 달려있다. 이 유리는 표면처리를 통해 적절한 마찰력을 발휘해야하고 눈과 얼음을 가열해 녹일 수 있는 장치를 구비해야한다. 그리고 무엇보다도 강력한 내구성 확보가 중요하다. 브루소 사장은 “고속도로용 패널 제작이 가장 어렵다”며 “40톤의 트럭이나 스노체인을 감은 자동차가 지나가도 견딜 수 있는 내구성을 갖춰야 한다”고 말했다. 이뿐만이 아니다. 패널은 언제나 햇빛을 받을 수 있도록 자체 정화기능도 가져야 한다. 이에 솔라 로드웨이스는 현재 햇빛에 의해 유기성 오물이 분해되고 빗물로 청소가 되는 친수성 유리를 실험 중에 있다. 이 회사의 다음 과제는 2단계 기술개발 돌입을 위한 상용성 검증이다. 여기에는 2년의 시간과 75만 달러의 자금이 필요할 것으로 예견되고 있다. 특히 2년의 시험기간 중 마지막은 주차장에서 실험할 계획이다. 주차장은 다수의 차량이 이동하고 방향지시등, 주차라인, 관리실 등 전기 수요도 많아 패널의 발광 및 발전시스템 성능 입증에 최적의 장소이기 때문이다. 이를 위해 브루소 사장은 월마트의 전력담당직원과 상의를 한 적이 있다. 그는 “대형쇼핑몰의 주차장 면적은 7만2,000㎡ 정도 된다”며 “만차 상태에서도 솔라 로드웨이는 주차장 사용전력의 10배를 생산할 수 있어 고객들의 전기자동차를 충전할 전력까지 공급할 수 있음을 설명했다”고 말했다. 그는 또 “현재 아무리 좋은 전기자동차도 1회 배터리 충전 후 주행거리는 3시간 정도에 불과하다”며 “솔라 로드웨이 패널을 미국 내 모든 맥도날드에 설치한다면 전기자동차를 몰고 전국 일주를 할 수도 있다”고 강조했다.

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