600배 싼 수소촉매·정확도 2배 진단키트...GIST 창업가들의 도전

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'음성↔양성' 오락가락 자가진단키트...정확도 2배 높인 비결은
광주과학기술원(GIST) 교원창업기업 '온나노바이오랩'
김기현 대표 "PCR급 정확도 검은색 배경 진단키트 특허"


#2023년 코로나19 양성판정을 받은 직원과 함께 근무했던 김모씨(30)는 불안한 마음에 자가진단키트를 이용해 코로나19 검사를 했다. 자가진단키트로 나온 결과는 '음성'. 김모씨는 안심하고 출근을 했는데 이튿날부터 감기 기운이 돌기 시작했다. 이후 선별진료소에서 다시 검사를 받아 '양성' 판정을 받았다.

이처럼 코로나 팬데믹 당시 자가진단키트에서 음성이었는데 유전자증폭(PCR) 검사에서 양성 판정을 받은 사람이 적지 않다. 자가진단키트의 정확도가 낮기 때문이다. 실제로 2022년 대한이비인후과학회 춘계학술대회에서 발표한 자가진단키트 민감도 조사 결과에 따르면 자가진단키트의 정확도가 50%대에 그친 것으로 나타났다.

진단키트는 코로나 외에도 임신, 마약 검사 등에 활용되고 있지만 낮은 정확도가 장애물로 작용하고 있다. 현재 진단키트는 기술적으로 한 번에 최대 2~3가지 물질만 검출할 수 있기 때문이다. 광주과학기술원(GIST)의 교원창업기업 온나노바이오랩은 진단키트의 배경을 흰색에서 검은색으로 바꿔 PCR급 수준으로 정확한 진단키트를 개발했다.


김기현 온나노바이오랩 대표는 "바이오 기술과 제조업 기반으로 접근한 기존 진단키트 회사와 달리 온나노바이오랩은 검사결과를 시각적으로 더 잘 보일 수 있도록 과학적인 접근법을 활용했다"고 말했다.

온나노바이오랩이 개발한 진단키트의 특징은 흰색이 아닌 검은색 배경이라는 점이다. 흰색은 검은색보다 빛의 반사율이 높아 미세신호를 검출하기 어렵다는 점에서 착안했다.

김 대표는 "기존 진단키트는 흰색 배경에 빨간색 줄로 검사결과를 확인하는데, 흰색은 가시광선을 반사하기 때문에 신호가 너무 약하면 배경에 묻히게 된다"며 "검은색 배경의 키트는 가시광선을 검은색 배경이 흡수하기 때문에 미세신호를 검출하기 쉽다"고 말했다.

온나노바이오랩의 임상시험 결과에 따르면 진단키트 정확도는 92.3%로, PCR 검사 결과와 유사한 수준으로 나타났다. 같은 조건에서 기존 진단키트의 정확도는 40~60%대에 그쳤다.

검은색 배경의 기판을 활용할 뿐, 기존 진단키트와 구조와 구성이 동일해 제조단가도 저렴하다. 기존 제조 공정시설도 그대로 활용할 수 있다. 해당 기술에 대한 특허는 지난 2월 출원을 완료한 상태다.

김기현 대표는 "병원에 가지 않더라도 PCR 수준의 정확한 자가진단 키트를 개발해 국민의 건강 문제를 해결하고 의료 접근성을 높이겠다"고 말했다.
1616만원→2.6만원…수소경제시대 앞당길 신소재 찾았다
광주과학기술원(GIST) 학생창업기업 '암모닉스'
김성균 대표 "비귀금속 촉매로 수소 생산비용 낮춰"

암모닉스 개요/그래픽=김지영

수소는 우주에서 가장 풍부한 원소다. 질량 기준으로 우주 물질의 75%나 차지한다. 온실가스와 미세먼지를 배출하는 탄소와 달리 오염물질을 배출하지 않아 친환경 에너지로 꼽힌다.

하지만 수소를 저장하고 운반하는데 드는 막대한 비용이 상용화의 걸림돌이다. 기체 상태의 수소는 부피가 너무 커 액화수소 형태로 운송해야 하는데, 영하 253도의 극저온 상태를 유지해야 한다. 이 과정에서의 비용이 수소 생산보다 더 비쌌다.

이에 수소경제를 앞당길 열쇠로 떠오르는 것이 바로 암모니아다. 화장실 냄새로만 알려진 암모니아는 질소와 수소의 화합물이다. 암모니아를 촉매로 분해해 수소를 추출한다면 보다 효율적인 방법으로 수소를 생산할 수 있다는 설명이다.

광주과학기술원(GIST) 학생창업기업 암모닉스는 암모니아로부터 고순도 수소를 생산하기 위한 열분해 촉매를 개발했다. 김성균 암모닉스 대표는 "암모닉스가 개발한 촉매는 기존 촉매보다 600배 가량 저렴하다"며 "폐기물 최소화를 통해 처리 비용을 더 감소시킬 수 있다"고 말했다.

암모니아 분해를 위한 촉매는 수소 단가에 결정적인 요인으로 작용한다. 암모니아를 원료로 고순도 수소를 생산하기 위해서는 귀금속 기반인 '루테늄'(Ru) 촉매를 이용해 암모니아를 분해해 수소를 생산해야 한다. 루테늄 촉매의 가격은 1Kg당 1만2000달러(1616만원) 정도다.

이에 반해 암모닉스는 니켈(Ni) 기반 비귀금속 촉매를 사용한다. 가격은 1Kg당 20달러(2만6000원)으로 약 600배 저렴하다. 김 대표는 "값비싼 귀금속 기반 촉매는 수소 상용화에 가장 큰 걸림돌이었다"며 "비귀금속 촉매는 생산단가를 낮춰 수소경제를 앞당길 기술이 될 것"이라고 말했다.

오는 11월에는 암모니아에서 비귀금속 촉매로 추출한 수소를 기반으로 한 드론의 시범운행을 진행할 예정이다. 회사 측에 따르면 암모닉스 드론의 예상 비행 시간은 3시간으로 기존 수소 드론의 비행시간(2시간)보다 길다.

암모닉스는 저렴한 비귀금속 촉매를 수소 생산 기업에 직접 판매하고 암모니아 수소를 수요기업에 직접 판매하는 등 상용화도 준비 중이다. 오는 2030년 북미나 중국 등에 수소를 수출하는 등 글로벌 시장 진출도 목표로 하고 있다.
'2024 K-딥테크 스타트업 왕중왕전' 결선 10개팀 격돌

이번 K-딥테크 스타트업 왕중왕전 결선에 오른 창업팀은 교원창업 부문 △오믈렛(KAIST) △터넬(UNIST) △팀로보틱스(DGIST) △온나노바이오랩(GIST) △옵티코(포스텍)와 학생창업 부문 △RS101(KAIST) △퀀타이즈랩스(UNIST) △퀘스터(DGIST) △암모닉스(GIST) △코셀로(포스텍) 10곳이다.

결선 심사위원으로는 투자·협업·보육 등 스타트업을 실질적으로 지원할 수 있는 CVC(기업형 벤처캐피탈)와 자체 오픈이노베이션(개방형 혁신) 프로그램을 운영하는 국내 대표 대기업, 팁스(TIPS) 운영사로 초기 스타트업에 투자·보육할 역량을 갖춘 AC(액셀러레이터)·VC(벤처캐피털) 대표 및 임직원이 참여한다.

심사위원은 △삼성전자 (57,700원 ▼1,300 -2.20%) 창의개발센터장 전필규 부사장 △SK텔레콤 (57,500원 ▲1,200 +2.13%) 강세원 ESG 추진담당 △현대차 (234,500원 ▼2,500 -1.05%)·기아 제로원팀 노규승 팀장 △다래전략사업화센터 배순구 대표 △효성벤처스 김병진 상무 △L&S벤처캐피탈 주성진 대표 △LB인베스트먼트 구중회 전무이사 △엔슬파트너스 구원회 대표△노틸러스인베스트먼트 임성원 대표 △퓨처플레이 권오형 대표가 맡았다.

이들은 결선에 진출한 10개팀의 기술가치, 성장 가능성 등을 객관적으로 평가, 최종 승자를 가릴 예정이다. 교원·학생창업 중 대상 각 1팀에겐 머니투데이 대표상과 함께 창업지원금 300만원이 주어진다. 또 우수상, 장려상 각각 2팀을 선발, 시상과 더불어 상금 100만원, 50만원을 지급한다.

대상 수상팀에게는 한국기업가정신재단, AC패스파인더, 엔슬파트너스 등이 최대 4억5000만원을 투자하고, 팁스(TIPS) 프로그램 지원 등 각종 보육 기회도 제공된다. 또 수상 여부와 상관없이 결선 진출팀에겐 △기술·경영·해외진출 분야 전문가 컨설팅 △미디어 홍보 △후속투자 연계 △네트워킹 등 스타트업 성장에 필요한 다양한 지원 프로그램을 제공할 예정이다.

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