![화성 운석으로 산소 생성 촉매를 만드는 로봇 AI 화학자](https://img.sbs.co.kr/newimg/news/20231114/201856623_700.jpg)
인간 화학자처럼 화성에 있는 암석을 스스로 분석하고 그 안에 포함된 물질을 이용해 산소 발생에 필요한 촉매를 만든 뒤 현장에서 산소를 생산할 수 있는 로봇 인공지능(AI) 화학자가 개발됐습니다.
중국과학원(CAS) 산하 중국과학기술대(USTC) 장준 박사팀은 14일 과학 저널 '네이처 합성'(Nature Synthesis)에서 인간 개입 없이 화성 암석에서 산소를 생산하는 데 사용할 수 있는 촉매를 만드는 로봇 AI 화학자를 개발했다고 밝혔습니다.
이 로봇 AI 화학자는 실제 화성 운석으로 산소 발생 촉매를 만들었으며, 이 촉매는 화성 온도인 영하 37℃에서 장기간 성능 저하 없이 산소를 안정적으로 생산할 수 있음이 확인돼 향후 화성 유인 탐사에 활용할 수 있는 것으로 기대됩니다.
미 항공우주국(NASA)이 화성 유인 탐사를 계획하는 등 인류의 화성 방문 가능성이 커지고 있습니다.
하지만 인간의 화성 방문과 화성에서의 생존할 수 있으려면 생명 유지와 로켓 추진체 등에 필요한 산소 등 필수 물질 조달이 해결돼야 합니다.
특히 최근 화성에서 물 존재 증거가 발견되면서 물에서 산소를 생산하는 게 가능할 것으로 기대되고 있으며, 이를 위해 산소 발생 반응(OER) 촉매를 지구에서 가져가는 대신 화성 물질로 현장에서 만드는 연구가 활발히 진행되고 있습니다.
연구팀은 이 연구에서 화성 암석을 스스로 분석하고 암석에 들어 있는 성분을 이용해 산소 발생 촉매를 만든 다음, 촉매 성능 테스트를 반복하면서 최적의 촉매를 찾아내는 로봇 AI 화학자를 개발했습니다.
![로봇 AI 화학자 구성과 산소 발생 촉매 합성 과정](https://img.sbs.co.kr/newimg/news/20231114/201856625_700.jpg)
실제 화성에서 왔거나 화성에 존재하는 것으로 확인된 5가지 종류의 운석을 이용한 성능 검증에서 로봇 AI 화학자는 운석 전처리, 촉매 합성, 특성 분석, 촉매 테스트, 최적 촉매 검색 등 전 과정을 사람 개입 없이 수행해냈습니다.
연구팀은 이 로봇 AI 화학자는 기계학습을 이용해 운석 성분으로 만들 수 있는 300만 가지 이상의 촉매 중에서 최적 촉매를 자동으로 빠르게 식별해냈다며 이 과정은 인간 화학자 1명이 할 경우 2000년이 걸리는 방대한 작업이라고 말했습니다.
또 로봇 AI 화학자가 만든 촉매는 모의 화성 조건에서 실제로 작동할 수 있는 것으로 확인됐습니다.
이 촉매는 전류 밀도 10㎃/㎠와 과전위 445.1㎷에서 55만 초 이상 안정적으로 작동했으며, 화성 온도인 영하 37℃에서도 별다른 성능 저하 없이 산소를 생산할 수 있는 것으로 나타났습니다.
장 박사는 "미래에 AI 화학자 도움으로 화성에 산소 공장을 세울 수 있을 것이다. 인간 생존에 필요한 농도의 산소 생산에는 15시간의 태양 빛만 있으면 된다"며 "이 획기적인 기술을 통해 화성에서 사는 꿈에 한 발 더 다가서게 됐다"고 말했습니다.
(사진=The AI-Chemist Group at University of Science and Technology of China 제공, Nature Synthesis/Jun Jiang et al.제공, 연합뉴스)