32일→17시간…인간보다 45배 빠른 촉매 평가 로봇 나왔다

한국에너지연구원 연구진이 자동화 플랫폼으로 분석된 촉매 성능에 대해 의논하고 있다. 사진제공=한국에너지연구우너 사람보다 빠른 속도로 새롭게 개발된 촉매의 성능을 평가하는 로봇 기술이 개발됐다. 정밀도도 높아 추후 촉매 개발 시간 단축에 기여할 전망이다. 한국에너지기술연구원은 청정연료연구실 박지찬 박사연구진은 복잡하고 반복적인 촉매 성능 평가 실험을 완전히 자동화 하는 시스템을 개발했다고 12일 밝혔다. 새로운 촉매를 개발할 때는 촉매의 조성과 반응 조건 등을 수시로 바꾸는 대규모 반복 실험이 필요하다. 그러나 기존의 수작업 기반 실험은 시간이 많이 소요되고 실험자가 바뀌면 똑같은 표본을 사용해도 결과가 달라지는 일이 빈번했다. 이런 이유로 최근 계산과학과 AI 기술을 이용해 촉매 성능을 이론적으로 예측하고 실험을 자동화하는 연구가 활발히 진행되고 있지만, 시료의 교체와 투입, 야간 및 장시간 연속 실험을 위한 소모품 교체 등 일부 단계는 자동화 적용이 어려웠다. 에너지연 연구진은 두 대의 로봇을 활용한 자동화 시스템을 개발해 이같은 한계를 극복했다. 촉매 성능 평가 실험 과정을 두 단계로 분리해 각각의 로봇이 유기적으로 수행하도록 설계해 사람의 개입 없이도 실험의 모든 과정을 진행할 수 있도록 한 것이다. 특히 연구진은 두 로봇이 동시에 작동하며 각 단계를 끊임없이 유지할 수 있도록 최적의 통합 제어 로직을 적용했다. 개발된 시스템을 활용한 결과 로봇은 사람 기준으로 약 32일이 소요되는 촉매 성능 평가 실험을 약 17시간 만에 수행해 45배 빠른 처리 속도를 나타냈다. 또 실험 결과의 변동성이 수작업 대비 약 32% 감소해 데이터 신뢰도가 매우 높아졌음을 확인했다. 이를 통해 대량 연속 실험 환경에서도 안정적인 운전과 정밀한 데이터 확보가 가능함을 입증했다. 연구진은 ‘촉매 성능 평가 자동화 시스템’에 대한 국내 등록 특허를 확보해 기술의 신뢰도를 높이고 사업화 기반을 마련했다. 박지찬 책임연구원은 “이번 연구 결과는 촉매 성능 평가의 완전 자동화를 넘어 대량 실험 환경에서도 신뢰도 높은 데이터를 확보할 수 있음을 입증한 것”며, “향후 다양한 촉매 반응과 소재 연구로 적용 범위를 확대하고 이론과 실험의 연계를 강화해 AI 기반 촉매 개발로 발전시키겠다”고 밝혔다.