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에너지·자원순환·친환경 소재 분야에서 해법을 제시하는 '기후테크' 스타트업들이 새로운 경제 성장축으로 떠오르고 있다. 글로벌 시장에서도 클린테크 산업은 향후 10년간 빠른 성장이 예상되며, 기업들은 규제 대응을 넘어 수익 창출 수단으로 친환경 기술에 주목하는 분위기다.

기술보증기금 '기보벤처캠프 18기' 역시 이러한 흐름을 반영했다. △그린수소 생산 △폐배터리 재활용 △가축분뇨 저탄소 처리 및 탄소배출권 연계 플랫폼 △분해 시점을 제어하는 친환경 고분자 소재 등 다양한 분야의 스타트업들이 이번 기수에 포함됐다. 이들 기업은 서로 다른 산업에 속해 있지만 '탄소 저감'을 핵심 가치로 기존 산업 구조를 재편하고 있다는 점에서 공통점을 가진다.
가축분뇨를 데이터 산업으로…사이클엑스의 탄소 전환 전략해당 기업들의 주요 면면을 살펴보면, 먼저 사이클엑스는 가축분뇨라는 전통적인 환경 문제를 '데이터 기반 산업'으로 전환하려는 기술 스타트업이다.

가축분뇨는 단순한 폐기물이 아니라 환경오염과 온실가스 배출의 주원인으로 꼽힌다. 특히 기존 처리 방식은 분해 과정에서 메탄가스를 발생시키는데, 이는 이산화탄소보다 훨씬 강력한 온실가스로 기후변화에 큰 영향을 미친다. 여기에 악취 문제와 처리 비용 부담까지 더해지며 농가의 지속적인 부담 요인으로 작용해 왔다.

사이클엑스는 이런 문제를 해결하기 위해 '저탄소·저비용 가축분뇨 처리 솔루션'을 개발했다. 분뇨 처리 장치와 데이터 분석 플랫폼을 결합, 처리 과정 전체를 정밀하게 관리하고 최적화하는 것이 핵심이다.

하드웨어 측면에서는 '밀폐형 회전 처리 장치(로터리 킬른)' 구조를 적용했다. 원통형 장치 안에서 분뇨를 계속 회전시키며 공기를 공급하고 고르게 섞어주는 방식으로, 분해 효율을 높인 것이 특징이다. 특히 장치를 밀폐형으로 설계해 악취가 외부로 새어나가는 것을 막았다

여기에 미생물과 효소를 결합한 '생체촉매 기술'을 더했다. 고농도 암모니아 환경에서도 안정적으로 작동하도록 설계해 분해 속도를 기존 대비 3~5배 이상 끌어올렸다.

또 호기성 분해 구조를 적용해 메탄 발생을 최소화했다. 기존 혐기성 분해 방식과 달리, 공기 주입과 교반을 통해 산소가 충분한 환경을 조성함으로써 유기물을 이산화탄소와 물로 빠르게 분해한다. 이는 온실가스 발생을 구조적으로 줄이는 방식이다.

이 같은 처리 기술 위에 디지털 플랫폼을 결합한 점도 특징이다. 사이클엑스의 MRV(측정·보고·검증 체계) 플랫폼은 온도, 습도, 산소 농도, 탄소 배출량 등을 사물인터넷(IoT) 센서로 수집·분석해 최적의 처리 조건을 도출한다. 동시에 탄소 저감 효과를 데이터로 입증하는 역할도 수행한다.

사이클엑스는 이 플랫폼을 통해 농가의 탄소 감축량을 객관적으로 증명하고, 이를 배출권으로 인증받을 수 있도록 지원한다. 분뇨 처리가 비용이 아닌 수익 구조로 전환되는 것이다.

사업 모델 역시 다층적이다. 장비 판매에 더해 운영 관리 서비스, 데이터 기반 플랫폼, 탄소배출권 인증 및 거래까지 결합한 구조다.

시장 환경은 긍정적이다. 탄소중립 정책 강화로 축산업에 대한 환경 규제가 확대되는 가운데, 친환경 농축산물 수요도 증가하고 있다. 국내 가축분뇨 처리 시장은 이미 수조 원 규모로 평가되며, 탄소배출권 시장과 결합될 경우 성장 가능성은 더 커질 전망이다.

사이클엑스 관계자는 "단순히 분뇨를 처리하는 것을 넘어, 그 과정에서 발생하는 데이터를 자산화하고 새로운 가치를 창출하는 것이 목표"라며 "전통적인 환경 문제를 디지털 기술과 탄소 시장으로 연결해 농축산업의 구조 자체를 바꾸겠다"고 말했다.
버려진 전기차 배터리, 다시 자원으로디알티는 전기차 시대의 핵심 과제인 폐배터리 재활용 문제를 해결하기 위해 설립된 딥테크 기업이다. 전기차에 사용된 리튬이온배터리를 다시 원료로 되돌리는 설비와 공정을 개발하며, 니켈·코발트·리튬 등 고가 금속을 효율적으로 회수하는 데 주력하고 있다.

전기차 보급이 확대되면서 폐배터리는 단순한 폐기물을 넘어 '도시광산'으로 주목받고 있다. 그러나 적절한 재활용이 이뤄지지 않을 경우 환경 오염과 자원 낭비를 동시에 초래할 수 있다는 점에서 처리 기술의 중요성이 커지고 있다.

폐배터리 재활용은 방전, 파쇄·분쇄, 물질 분리 과정을 거쳐 '블랙매스'라는 중간 원료를 생산한 뒤, 이를 다시 금속으로 추출하는 복합 공정이다. 이 가운데 핵심은 열처리 단계다. 배터리 내부 유기물을 충분히 제거하지 못하면 금속 회수 효율이 떨어지고 비용이 증가하기 때문이다.

기존 열처리 방식은 대량 처리가 가능하지만, 열팽창에 따른 누설 위험과 높은 설비 비용, 가연성 가스로 인한 폭발 위험 등의 한계를 안고 있었다. 디알티는 이를 개선하기 위해 '열분해' 기술을 도입했다. 산소가 없는 환경에서 고온으로 분해하는 방식으로, 금속 산화를 억제하고 화재·폭발 위험을 낮춘 것이 특징이다.

특히 디알티는 폐배터리를 연속적으로 투입·처리할 수 있는 '연속식 열분해 설비'를 구현했다. 이를 통해 생산성을 높이고 산업 현장 적용 가능성을 끌어올렸다. 동시에 발생하는 가스를 별도로 포집·처리하는 시스템을 구축해 안전성도 강화했다. 이 공정을 통해 생산되는 블랙매스에는 니켈, 코발트, 망간, 리튬 등 핵심 금속이 고농도로 포함된다.

사업 모델은 재활용 설비 공급에 초점을 맞추고 있다. 폐배터리를 직접 처리하기보다는 재활용 기업, 대기업, 공공기관에 열분해 설비와 기술을 제공하는 방식이다. 전기차 확산으로 재활용 인프라 수요가 빠르게 증가하는 만큼, 설비 중심 시장에서의 성장 가능성도 크다는 평가다. 디알티는 10~30년 이상의 현장 경험을 갖춘 인력을 중심으로 실제 공정에 적용 가능한 기술을 개발해왔다는 점에서도 경쟁력을 확보하고 있다.

차세대 수소 생산 기술 'AEM 수전해' 주목2023년 설립된 이유텍은 한국전기연구원 기술창업센터를 기반으로 성장한 수소 기술 스타트업으로, 물을 전기로 분해해 수소를 생산하는 '수전해 기술' 가운데 차세대 방식으로 주목받는 AEM(음이온 교환막) 수전해를 핵심 사업으로 삼고 있다.

수소는 연소 시 이산화탄소를 거의 배출하지 않는 청정 에너지로, 재생에너지의 간헐성을 보완하는 저장 수단으로도 활용되며 중요성이 커지고 있다. 특히 재생에너지와 결합한 수전해 기술은 탄소 배출이 거의 없는 '그린수소'를 생산할 수 있다는 점에서 주목받는다.

이유텍이 개발 중인 AEM 수전해는 기존 알칼라인(저비용)과 PEM(고성능) 방식의 장점을 결합한 기술이다. 비용은 낮추면서도 성능을 유지할 수 있어 차세대 수전해 방식으로 평가된다.

핵심 제품은 'AEM 수전해 스택'과 이를 기반으로 한 수소 생산 시스템이다. 대면적 고출력 설계를 적용해 450㎠ 이상의 셀 구조를 구현하고, 셀 수를 약 30% 줄이면서도 동일한 출력을 확보했다. 이는 장비 크기와 제조 비용을 동시에 낮추는 효과로 이어진다.

또한 다중 씰 구조를 적용한 고압 운전 기술을 통해 별도의 압축 공정 없이 수소를 생산할 수 있도록 설계했다. 이를 통해 에너지 효율과 시스템 경제성을 동시에 높였다. 여기에 부품 모듈화와 구조 단순화를 통해 부품 수를 약 50% 줄이며 생산성과 양산성도 확보했다.

소재 기술 역시 경쟁력으로 꼽힌다. 니켈·크롬 기반 다성분 코팅을 적용해 부식을 억제하면서 전도성을 유지하도록 설계했으며, 이를 통해 스택 효율은 약 15% 향상되고 내구성도 크게 개선됐다.

이유텍은 스택 기술을 기반으로 수소 생산 시스템 전반을 공급하는 기업으로의 확장을 목표로 하고 있다. 재생에너지 발전소, 산업 공정, 데이터센터 등 다양한 분야에 적용 가능한 인프라 기술로 발전시키겠다는 전략이다.

글로벌 수소 시장은 탄소중립 정책과 맞물려 빠르게 성장하고 있으며, 국내 역시 재생에너지 확대와 함께 수전해 설비 수요가 증가하는 추세다. 특히 현재 시장이 해외 장비에 의존하고 있는 만큼, 국산 기술 기반 기업의 성장 가능성도 크다는 평가가 나온다.
'언제 분해될까'까지 제어한다…친환경 소재의 진화2024년 설립된 애드벤처는 울산을 기반으로, 단순히 '잘 분해되는 플라스틱'이 아니라 '원하는 시점에 분해되는 고분자 소재'를 개발하는 스타트업이다. 핵심 기술은 '분해 제어형 친환경 고분자(EHP)'다.

기존 생분해 플라스틱은 습기, 온도 등 환경에 따라 예상치 못하게 분해가 시작되는 문제가 있었다. 이로 인해 사용 중 제품이 약해지거나 변형될 수 있어, 의료용 소재나 고기능 포장재처럼 안정성이 중요한 분야에서는 쓸수 없었다.

애드벤처는 이러한 한계를 개선해, 사용할 때는 형태를 유지하다가 버린 뒤 특정 조건이 갖춰졌을 때만 분해가 시작되도록 소재를 설계했다. 즉, '얼마나 빨리 분해되느냐'가 아니라 '언제 분해를 시작할 것인가'를 조절할 수 있는 기술이 핵심이다.

이 기술은 다양한 산업에 적용할 수 있다. 특히 의료·헬스케어 분야에서는 안정성과 인체 적합성을, 포장재나 산업용 필름에서는 내구성과 기능성을 동시에 확보할 수 있어 활용 범위가 넓다.

최근 전 세계적으로 플라스틱 규제가 강화되면서, 사용 중에는 안전하고 폐기 후에는 환경 부담을 줄일 수 있는 소재에 대한 수요도 빠르게 증가할 것으로 전망된다. 회사 관계자는 "플라스틱의 '사용 시점'과 '분해 시점'을 모두 설계할 수 있는 기술은 향후 환경 규제와 산업 구조 변화 속에서 새로운 소재 패러다임이 될 것"이라고 강조했다.

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