기술융합으로 기술 경쟁력 확보…과기부, 예산 880억 투입한다

ESS는 AI 시대 전력원으로 뜨는 신재생에너지의 필수 요소다. 지금은 리튬 이차전지로 전원을 쓰며 화재 위험이라는 약점을 안고 있다. 스팀 사업이 지원한 연구는 수계아연-태양전지를 붙여 이를 해결한다. [사진 LG에너지솔루션]

과학기술정보통신부가 세계 최초·최고 기술 확보를 위해 ‘스팀(STEAM) 연구사업’ 110개 과제에 약 880억원을 투입하기로 했다. 분야와 주체를 가로지르는 융합연구 사업에 투자해 기존 기술로는 해결이 어려운 인구소멸, 청정에너지 확보 등 국가적 문제에 대응한다는 취지다.

과기정통부의 스팀 연구사업은 미래 기술을 개척하려는 도전적이고 혁신적 과제들로 구성돼 있다. 올해는 전년 예산 773억원보다 14.1% 증액한 총 882억원이 투입된다. 과기정통부는 지난 2~3월 사업계획을 공고한 뒤 전문가 평가를 거쳐 지원 대상 연구팀을 확정했다.

앞서 지난해 12월 정부는 ‘12대 미래 개척 융합 분야’를 선정하고 차별화된 기술을 선점하겠다는 목표를 세웠다. 12대 융합 분야로는 수명 증진, 디지털 정신건강 케어, 가상공간, 모빌리티, 기후변화 등이 포함돼 있다.

대표적인 스팀 연구사업은 ‘인공지능(AI)의 수학적 원리 규명’과 ‘외부전원 없이 전기를 생산하는 일체형 이차전지’다. 우선 AI 원리 규명은 빠르게 상용화되고 있는 AI기술 안전성에 있어 중요하다. AI는 거대 산업뿐 아니라 사람들의 일상까지 바꾸고 있지만, 어떤 방식으로 AI의 알고리즘이 특정 결과값을 내놓는지는 아직 밝혀진 바가 없다. AI를 만드는 개발자 역시 작동 원리를 정확히 알지 못해 ‘AI 블랙박스’라는 표현이 쓰일 정도다.

강명주 서울대 교수 연구팀은 AI 알고리즘에 대한 수학적 분석을 시도하고 있다. AI 신뢰도를 높이려면 알고리즘에 대한 이해가 선행돼야 한다는 점에서 의미가 있다. 과기정통부는 이 연구에 대해 “AI가 의료, 자율주행 등 생명과 재산에 직결되는 분야에도 활용되고 있지만, 그 작동 원리를 정확히 모르기 때문에 안정성 우려가 있다”며 “설명 가능한 AI 이론을 위해 수학·통계학·인지과학 등 다양한 학문이 참여하는 학제 간 연구가 진행 중”이라고 설명했다.

외부전원 없이도 전기를 생산 및 저장하는 일체형 시스템의 경우, 산업 현장에서 곧바로 경쟁력을 갖출 수 있는 기술이다. 현재 전기차, ESS(에너지저장시스템)에서 사용되는 리튬 이차전지는 상온에서도 쉽게 불이 붙는 ‘유기계 액체 전해질’을 사용해 화재와 폭발의 위험이 약점이다. 이에 비해 수계아연 이차전지에 태양전지(페로브스카이트 박막형)를 부착한 시스템은 그 자체로 전기를 생산, 저장할 수 있어 화재 위험성은 적고 청정에너지 실현의 이상적인 모델이다. 김찬훈 한국생산기술연구원 청정에너지전환그룹 박사팀이 개발 중인 해당 시스템은 수계아연 이차전지가 에너지 저장을, 태양전지가 에너지 변환을 맡아 출력 전압과 에너지밀도가 세계 선도 수준이라는 평가를 받고 있다.

김철웅 기자 kim.chulwoong@joongang.co.kr