어썸레이(대표 김세훈)는 2018년 창업한 스타트업으로 세계적인 수준의 탄소나노튜브(CNT)와 X-ray기술을 바탕으로 오염물질을 제거하는 스마트 공기살균·정화장치를 공급하고 있다.
가벼우면서 강도가 세고 전도율이 좋은 신소재인 탄소나노튜브를 섬유형태로 생산하는 기술을 세계 최초로 확보했다. 이를 활용해 X-ray의 세기를 자유자재로 조절할 수 있게 됐다. 의료·산업용으로 사용되는 X-ray의 세기를 조절해 가정·상업용으로 활용함으로써 필터없이도 미세먼지·세균·바이러스를 90% 이상 안전하게 제거할 수 있다.
2018년 창업한 이후 2020년 환경부·중소벤처기업부로부터 그린뉴딜 유망기업으로 선정된 바 있으며 기술혁신성, 사업성을 인정받아 누적 100억여원의 펀딩을 진행하기도 했다.
‘CLEAN and SAFE air for everybody and everywhere’를 기조로 신축은 물론 기존건물, 노후건물의 실내공기질(IEQ: Indoor Environment Quality)까지 개선해 ‘차세대 그린 유니콘’으로 성장하겠다는 김세훈 어썸레이 대표를 만나 차별성과 비전을 들었다.
■ 창업배경은
어썸레이 창립에 앞서 기술컨설팅기업, 교육플랫폼기업 등 두번의 스타트업 엑시트를 경험한 뒤 전공인 재료공학지식을 활용할 수 있는 사업을 시작해야겠다는 생각을 하게 됐다. 박사과정에서 탄소나노소재라는 재료와 X-ray 활용이라는 두가지 분야를 모두 전공한 흔치 않은 경험을 바탕으로 2018년 어썸레이를 창업했다.
방사능 오염 등 좋지 않은 이미지를 가진 X-ray로 사람과 세상을 건강하고 안전하며 깨끗하게 만들 수 있다는 생각을 갖고 사업을 시작했다.
■ 공기살균·정화장치는
어썸레이의 스마트 공기살균·정화장치는 독립적으로 설치되는 설비는 아니며 기존 공조장치(AHU)나 전열교환기(환기장치)에 추가적으로 부착되는 제품이다.
필터를 사용하지 않기 때문에 정압이 걸리지 않아 기존의 공조설비·장치에 추가로 부착해 사용할 수 있다는 부분이 가장 큰 장점이다. 이에 따라 신축뿐만 아니라 리모델링시장에서도 상당히 주목받고 있다. 실질적인 공기질 개선효과도 입증돼 친환경건물인증 획득을 위해서도 적극적으로 검토·도입되고 있다.
공기정화시설이 전혀 없었던 KOTRA건물을 비롯해 리모델링 진행 시 LEED인증을 추진했던 이지스자산운용의 오투타워가 대표적인 설치사례다. 또한 지난해 삼성물산과 함께 전자회사 현장에 설치했으며 내부 평가기준을 통과함에 따라 지속 운영되고 있다.
지난 4월에는 경상남도 하동군에 코로나19 예방접종센터 설치를 진행했으며 공공건축물 그린리모델링 지원사업 대상건물인 하동군민여성의원과 진교면 보건지소에 설치를 앞두고 있다.
성능면에서는 세균·바이러스 제거 시 오존 등 유해물질이 나오지 않으며 추가로 필터가 필요하지 않아 기존 공조장치에 설치할 수 있다는 장점이 있다.
어썸레이는 무필터방식에 방점을 찍고 친환경성을 강조하고 있다. 무필터방식은 정압감소에 따른 에너지소모 증가, 필터점착 오염물질의 실내 재유입, 교체필터 폐기물 등 문제에서 자유로울 수 있어 친환경적이다.
제거성능은 공인 시험기관인 한국건설생활환경시험연구원(KCL)과 한국산업기술시험원(KTL)의 시험결과 미세먼지 99.9%, 부유세균 99.9%, 부유바이러스는 98.4% 저감 등으로 확인됐다.
다만 가격면에서는 구매시점을 기준으로 보면 공기청정기대비 열세이나 실제 성능발휘를 위한 필터 교체주기를 고려한다면 2~3년 내 가격우위를 점할 수 있다. 살균효과로 인해 소독 및 방역주기를 늦출 수 있다는 점을 고려한다면 가격우위에 도달하는 기간이 1년 이내로 짧아진다.
■ 광이온화기술의 원리와 차별성은
어썸레이는 새롭게 개발한 CNT 섬유기반의 냉음극 광원을 이용한다. 이는 기본적으로 이온화시킨 오염물질을 집진판에서 붙잡는다는 개념이어서 기존의 전기집진과 유사하지만 이온화시키는 방식과 사용전압이 다르다는 큰 차이가 있다.
광이온화는 음이온만 발생시키는 기존의 코로나 방전과 달리 양이온과 음이온을 동시에 만들어내 전체적인 이온 평형을 맞추며 이온화의 효율을 높일 수 있다. 또한 제어할 수 있는 에너지를 이용하기 때문에 오존발생을 막을 수 있다. 코로나 방전방식에서는 오존문제가 발생함에 따라 산업용으로만 쓰이고 일반 주거·업무공간용으로는 진입할 수 없었다.
또한 어썸레이는 스마트 공기정화·살균장치의 소비전력이 상당히 낮다는 특성을 바탕으로 에너지절감 관점에서 타분야로 다양한 확장을 시도하고 있다. 일반공장 및 제철소 배출가스를 줄이기 위한 타당성평가가 이미 진행되고 있다.
■ 냉음극 EUV·Soft X-ray 기술은
기존 X-ray시장은 수입위주에서 조립품시장으로 발전해 왔으며 현재 일부분야에서 국산화 제품이 출시되는 상황이다.
전체 X-ray시스템 구성에는 여러 요소가 필요하지만 국산화비율이 가장 낮은 것이 바로 발생장치, 광원부분이다. 국내에는 광원만 전문적으로 생산하는 업체가 전무한 상황이다. 특히 분야에 따라 다른 형태의 광원을 사용하기 때문에 국산화가 완료된 부분도 특정영역에 국한된 상황이다.
오래전부터 업계에서 차세대 광원에 대한 개발시도가 많았지만 아이러니하게도 기계, 전자 중심의 X-ray산업계에서 소재의 패러다임이 바뀌면서 속도가 오히려 더뎌졌다.
실제로 핵심 소재로 주목받고 있는 탄소나노튜브의 경우 기술적 한계에 따라 대부분 분말형태로 생산이 되고 있어 특정 형상의 부품으로 만들어내거나 진공상태에서 사용하기가 상당히 힘들다는 문제가 있었다.
어썸레이는 탄소나노소재를 전공한 박사급 연구인력들의 경험과 기술을 바탕으로 탄소나노튜브를 섬유의 형태로 연속 생산할 수 있게 됐으며 핵심소재를 내재화했기에 빠른 개발 및 생산이 가능했다.
이에 따라 소재 자체에 대한 외부 협력요청도 많은 편이지만 당분간은 외부에 소재를 직접 공급할 계획은 없다.
어썸레이에서 개발한 차세대 냉음극 극자외선(EUV) & Soft X-ray 광원은 기존의 열음극과 달리 낮은 온도에서 작동하기 때문에 별도의 냉각기가 필요없어 소형화가 가능하다. 특히 즉각적인 on·off와 전압변동이 가능한 디지털 구동이 핵심 장점이다.
기존 X-ray 발생장치를 이용해 광이온화를 시도하는 경우 15kV 정도의 에너지를 사용해야 했지만 어썸레이는 가전제품으로 분류되는 5kV 이하에서 해당 성능을 구현하므로 X-ray뿐만 아니라 그보다 작은 에너지인 EUV 영역을 구현할 수도 있다.
또한 동일한 구조 기반으로 영상용 Hard X-ray 발생장치도 만들 수 있어 특정분야에 한정되지 않는 모든 분야를 아우를 수 있는 광원 전문업체로의 성장도 기대할 수 있다.
■ 탄소나노튜브의 강점은
업계는 탄소나노튜브를 활용한 냉음극광원 개발을 10여년 전부터 진행해 왔다. 해외에서는 미국 노스캐롤라이나대(North Carolina University) 연구진 및 스핀오프기업 신텍(Xyntek) 등이 추진했다. 우리나라 역시 한국전자통신연구원(ETRI), 고려대, 경희대, KAIST 등 연구진과 바텍, VSI 등 기업들까지 많은 곳에서 시도하고 있다.
그러나 대부분 탄소나노튜브 분말 또는 결정을 이용했기 때문에 연구적 성과는 얻을 수 있었지만 실제 현장에 적용할 수 있는 양산용 제품을 만들기는 쉽지 않았다. 특히 연속구동부분은 기존 분말방식의 접근에서는 취약점으로 지적돼왔다.
서울대 탄소나노재료설계연구실(박종래 교수) 출신의 어썸레이 핵심연구진은 탄소소재 및 섬유에 대한 깊은 지식을 바탕으로 탄소나노튜브를 섬유형태로 연속생산하는 기술을 개발했으며 전계방출*용 소재의 생산조건 및 생산설비에 관한 원천특허를 확보하고 있다.
회사 설립초기 분당 5m 수준에서 현재 30m 수준으로 생산기술을 끌어올렸으며 올해는 연속 하연사** 및 2차원 직조 또한 준비하고 있다. 생산속도가 증가하고 안정화되면 소재 자체로서도 상당한 경쟁력이 있을 것으로 예상된다.
*전계방출(電界放出): 강력한 전계(전하로 인한 전기력이 미치는 공간)에 의해 금속표면에서 전자를 끌어내는 것.
**하연사(下撚絲): 필라멘트를 꼬아 만드는 방식으로 제조된 실.
■ 현재 환기시장·산업의 개선점은
현재 환기시장은 공조, 공기청정기, 살균시장이 혼재돼 과도기적 성격이 있다. 이전에는 환기와 청정, 살균 등이 명확히 구분된 영역에서 각각 기기로 역할을 담당했다면 최근에는 신기술 및 융복합기술의 등장으로 영역구분이 허물어지고 있다.
그러나 실제 현장에서는 인증, 표준, 성능평가방법 관점에서 제품을 규정하고 있기 때문에 상당히 혼란스러운 상황이다. 예를 들면 같은 공기질개선 성능을 갖췄더라도 공조장치는 필터의 관점으로, 공기청정기는 해당공간 내 반복운전의 방식으로 평가한다.
또한 각각의 산업군을 구분하고 대기업과 중소기업의 진출을 제한하고 있는 방식 또한 제품구분을 혼란스럽게 하고 있다.
이에 따라 다양한 방식의 인증을 인정하고 해당 영역에서 타분야의 인증을 자연스럽게 받아들일 수 있는 환경을 만들어야 한다.
이와 함께 신기술에 대한 수용도 적극적인 자세로 임해야 한다. 해외진출을 준비하면서 국내·외 실내공기질 관련 정책·제도를 비교한 결과 우리나라는 정부주도 또는 건물 수익성 증가를 위한 설비도입이 주를 이루는 반면 미국은 주로 소송에 대한 대비책 차원에서, 유럽은 실제적인 건강을 위한 선택 차원에서 설비도입이 이뤄지는 분위기를 읽을 수 있었다.
우리나라도 비용보다는 실제적인 성능·효과관점에서 설비도입이 이뤄져야 한다. 이를 위해 현재 공기청정기와 필터 중심으로 모든 공기와 관련된 솔루션 기준이 마련된 상황을 개선해야 한다. 기존기술을 충분히 인정하되 새로운 기술을 받아들일 수 있는 환경 또한 마련돼야 한다.
■ 그린리모델링에 주목하고 있는데
그린뉴딜을 위해 노후건물을 새롭게 건축하는 것도 중요하지만 정부는 환경적 측면을 감안해 리모델링에 초점을 맞추고 있다. 이에 따라 그린리모델링이 시장을 주도하고 있다. 그러나 지금까지는 창호, 벽체, 에너지시스템과 같이 에너지 중심의 리모델링이 주를 이루고 있다.
이제 실내공기질의 중요성이 강조되고 있다. 공기청정기 등은 설비로 인정받을 수 없으며 기존의 산업용 설비들은 생활환경에 설치하기 어렵다는 제한이 있었다. 그러나 어썸레이의 스마트 공기살균·정화장치는 이러한 단점을 해결해 진정한 의미의 그린리모델링을 완성하는 ‘그린리모델링 2.0’을 이끌고 있다.
■ 상당한 투자유치 실적을 기록했는데
현재까지 전환우선주 투자금액은 52억원, 산업은행 정책 전환사채(CB) 30억원, 신용보증기금, 중소기업진흥공단 등에서의 대출을 포함해 약 100억원의 펀딩을 진행했다.
초기에 투자를 수월하게 이끌어낼 수 있었던 것은 기존 두번의 스타트업 엑시트 경험과정에서 많은 투자사와의 네트워크를 확보하고 있었다는 점과 연구·생산능력을 두루 갖춘 멤버구성, 빠른 시제품 개발 등이 요인이었다. 3차 투자부터는 그린뉴딜, 웰니스 밸류애드 등과 같은 사회적, 산업적 분위기도 큰 도움이 됐다.
■ 사업확장을 위한 비전은
소재, 부품, 장비를 모두 다루기 때문에 확장성이 무한하다는 장점이 있지만 하나에 집중하기 어렵다는 단점도 있다. 소재부문은 장기적 관점에서 투자를 진행하고 있지만 당장의 사업화는 고려하지 않는다.
차세대 광원부문은 현재 사업화를 진행하고 있는 에어솔루션뿐만 아니라 물(해수)살균, 영상(보안, 검사, 의료)분야로 확장을 준비하고 있으며 의료기기로서의 가능성도 열어두고 있다. 해수살균솔루션의 경우 지난해 신기술인증을 시작으로 제품화를 앞두고 있지만 앞으로 전문기업과의 협업을 통해 확장을 추진하고 있다.
해외시장 진출도 지속 검토하고 있다. 코로나19 팬데믹이라는 시기적 상황과 설치가 필요한 하드웨어라는 특성상 바로 해외진출을 시도하기는 쉽지 않은 상황이지만 KOTRA 무역관을 통한 제품홍보 및 영업을 시작하고 있으며 몇몇 주요국가에 대해서는 해당 국가의 컨설팅 파트너를 지정하고 시장조사 및 영업전략 수립을 진행하고 있다.
궁극적으로 어썸레이는 차세대 EUV & X-ray 광원을 개발하고 생산하는 일종의 지주회사로 자리잡고자 한다.
■ ESG경영이 산업계 화두인데
차세대 그린 유니콘을 꿈꾸고 있는 어썸레이의 성장과 맞물려 ESG경영이 주목을 받고 있다. 환경(Environment)·사회(Social)·지배구조(Governance)야말로 어썸레이의 특징이자 표방하고 있는 분야라고 할 수 있다.
핵심 기반기술은 탄소나노튜브라는 소재와 차세대 광원이라는 부품이지만 마지막 어플리케이션은 환경을 향하고 있다. 창업당시 명함에 새겨넣은 문구가 바로 ‘we make it a better place’라는 팝송의 가사였다. 사람들에게는 멀게만 느껴지는 X-ray가 그린테크(greentech)임을 증명하고 싶었다.
첫 번째 분야가 주사업분야인 에어솔루션이다. 새로운 기술로 실내·외 공기를 깨끗하고 안전하게 만들고자 노력했으며 이를 인정받아 2020년 환경부의 그린뉴딜 유망 1호기업으로 선정됐다.
어썸레이의 제품은 병원, 어린이집, 노인요양시설과 같은 취약 계층이 사용하는 시설에 최우선으로 공급되고 있으며 현재 KOTRA, 적십자본부와 함께 동남아, 아프리카 국가에 제품을 공급하는 글로벌 공헌형 쇼케이스 프로그램도 추진 중에 있다.
또한 두 번째 적용분야로 해수살균분야를 준비하고 있는데 2020년 해수부의 신기술인증을 획득했으며 올해 제품화를 진행할 예정이다. UN의 해양과학분야 10년 계획인 ‘UN Decade of Ocean’과 맞물려 좋은 솔루션을 세상에 제안할 수 있을 것으로 예상한다.
사업적인 부분외에도 모든 경영진이 각 지역 아이들을 위한 과학강연 프로그램에도 지속적으로 참여하고 있으며 다양한 기부활동을 이어가고 있다.
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