[논문]NTIS (National Science & Technology Information Service) Data를 이용한 분리막 소재산업 경쟁력 향상 및 국가 연구비 지원 효율화에 관한 연구

우창화

doi:10.14579/membrane_journal.2020.30.2.124

초록
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21세기 들어서 더욱 나빠지는 기후변화로 가뭄이나 물 부족현상이 전 세계적으로 확대되고 있다. 또한, 화석연료 사용으로 발생하는 이산화탄소는 전체 온실가스의 80%를 차지하기 때문에 지구 온난화의 요인이 되고 있다. 따라서 수처리 멤브레인, 가스분리용 멤브레인, 2차전지용 분리막의 중요성은 증대하고 있으나, 미국, 일본, 독일 등 선진국에서 기술을 독점하고 있어서 국내 멤브레인 기술의 고도화 및 경쟁력 강화가 시급히 요구되고 있다. 그래서 국가에서도 연구예산을 지원하고 있으나, NTIS 데이터를 이용하여 효율성을 분석하였다. 분석 결과, 단기과제 위주로 지원되고 있고, 타 기술 분야에 비해서도 연구비 규모가 작으며, 기초 소재 분야 지원이 취약한 것으로 분석되었다. 따라서 장기과제를, 많은 예산으로, 대학을 중심으로 많이 투자할 때 멤브레인 기술의 향상과 경쟁력이 강화되어 선진국과 동등한 기술력을 갖출 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Climate change is getting worse in the 21st century. So, water shortages are expanding worldwide. Carbon dioxide generated from the use of fossil fuels is 80% of the total green house gas. Because it occupies, it has become a factor of global warming. Therefore, the importance of water treatment mem...

Climate change is getting worse in the 21st century. So, water shortages are expanding worldwide. Carbon dioxide generated from the use of fossil fuels is 80% of the total green house gas. Because it occupies, it has become a factor of global warming. Therefore, the importance of water treatment membrane, gas separation membrane, and secondary battery separation membrane is increasing, but it occupies technology in developed countries such as the United States, Japan, and Germany. Therefore, the advancement of membrane technology is urgently required. So, although the country supports a lot of research budgets, We will analyze the results using NTIS data. As a result of the analysis used, it is supported mainly for short-term tasks, and the research budget is small compared to other technical fields, so the basic material field technology is weak. Therefore, when we invest a lot of long-term tasks, with a lot of budget, and universities, membrane technology has been improved and competitiveness has been strengthened.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

부처별(기관별)로 개별 관리되고 있는 국가 R&D사업 관련 정보와 데이터를 공유하고 공동 활용하여 국가 R&D투자 효율성을 높이고 연구 생산성 향상에 기여하는 것이 주 설립 목적이다.
최근에 개발되어 본격적인 생산단계에 돌입한 H사의 탄소섬유 개발의 사례를 통해서 소재 개발의 장기 지원 필요성을 제시하고자 한다[9]

제안 방법

데이터의 수집 절차 및 분석 방법은 NTIS데이터시스 템에서 우선적 키워드로 ‘수처리분리막’, ‘이온 교환막’, ‘기체분리막’을 활용하여 지원과제의 리스트를 도출하며, 불요불급한 노이즈는 제거하고 2010년부터 2019년 까지 10년간 신규로 지원된 과제를 엑셀을 이용해서 자료를 분석하였다.
앞에서 살펴본 멤브레인 기술의 중요성에 기반하여, 우리나라 정부에서 지원하는 국가 연구개발사업에서는 멤브레인 분야에 얼마만큼의 예산이 효율적으로 지원되고 있는지를 국가과학기술지식정보 서비스(National Science & Technology Information Service)를 통해서 분석해 보기로 한다.
이들 조사된 데이터를 연구단계별(소재연구, 응용연구, 공정개발, 시험생산), 연구 분야별(수처리, 가스분리, 에너지저장), 연구주체별(대학, 연구소, 기업) 연구비투자와 건수, 개발기간 등을 조사 분석하였다.
이때 데이터 추출방법은 1차적으로는 과학기술 표준 분류와 6T 관련 기술코드, 연구개발 성격 구분을 참조하고, 최종적으로는 연구내용 요약을 분석하여 연구단계, 연구 분야를 구분하였으며, 연구주체별 연구비 투자 투자비와 건수, 개발기간 등은 추출된 데이터를 그대로 사용하였다.

성능/효과

또한 앞에서 살펴본 Figs. 5, 6과 같이 전체 예산 규모가 산업의 중요성과 발전 가능성에 비해서는 예산지원은 월등히 적은 것으로 조사되어, 본 분리막 분야에 대한 지원 확대가 절실한 것으로 조사되었다.
현재 우리나라 수처리 및 가스분리, 에너지저장 분야의 소재 및 기초기술 해외 의존을 탈피하고 선진 기업들과 경쟁하기 위해서는 앞에서 살펴본 바와 같이 소재 분야의 기초연구가 장기간에 걸쳐서 선행될 때만이 가능한 것이다. 그러나 NTIS데이터를 근거로 하여 최근 10년 간 분리막 분야의 국가 연구개발 투자를 살펴본 바, 단기간에 효과를 나타내는 응용기술이나 공정기술 분야에 집중되어 있고, 기초 소재연구는 전체 연구비의 25%를 차지하며, 이중 대학에 연구비 지원실적은 43%로, 전체 연구비 기준으로 보면 대학의 소재 연구에 대한 지원은 10%에 그치는 것으로 조사되어, 대학의 기 초연구에 대한 지원이 절실히 확대되어야 할 것으로 조사되었다. 또한 개발기간도 3년 내외 지원이 74%를 차 지하며, 5년 이상의 장기 과제는 7%에 그치고 있어서 소재의 독자적 원천기술 확보는 요원한 것이다.
기술개발 분야별로 살펴보면, 가스분리 분야가 연구 단계의 구분 없이 비교적 긴 5년 내외의 개발기간이 소요되었고, 수처리 분야는 비교적 단기간인 2~3년이 소요된 것으로 조사되었다.
또한, 과제당 연구비 규모도 소재 분야에서는 연간 153 백만 원 규모이나 공정개발이나 시험생산 분야의 연간 연구비 규모는 237백만 원과 361백만 원으로 소재 분야 연구에 대한 연구비 규모도 작은 것으로 나타났다.
즉, 분리막 분야 예산은 환경 분야 예산의 2.9%, 과 제별 연구비 규모는 타 분야의 86% (1.46/1.7억 원) 수준을 차지하여 지원예산의 규모가 산업의 중요성과 발전 가능성에 비해서는 월등히 작은 것으로 분석되었다.
총 10년간 투입된 연구비를 연구 분야(수처리, 가스분리, 에너지저장)로 구분해서 살펴보면, 수처리 분야가 전체의 61.4% (43,156백만 원)로 대다수를 차지하고, 다음이 가스분리 분야가 19.8% (13,955백만 원), 에너지저장 분야 18.8% (13,115백만 원) 순으로 나타났다.

후속연구

따라서 앞으로도 기술수요의 흐름에 맞춰서 에너지저장 분야의 수요는 시계열적으로 증가하여 지원될 것으로 기대되었다.
또한 개발기간도 3년 내외 지원이 74%를 차 지하며, 5년 이상의 장기 과제는 7%에 그치고 있어서 소재의 독자적 원천기술 확보는 요원한 것이다. 또한, 본 논문에서 제시한 탄소섬유 개발의 사례에서 보는 것처럼, 10여년을 지원하되 단계를 나누어서 지원하는 연구비 지원 시스템을 구축한다면, 시급한 분리막 분야의 기술의 해외 의존 탈피와 소재 기술 개발 경쟁력 향상에 기여할 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	수처리용 멤브레인을 비롯한 각종 기술 분야에서 세계시장 점유율은 대략적으로 어떻게 되는가?	결론적으로 가스분리기술 분야, 연료전지용 전해질막 분야, 수처리 분야, 이차전지시장의 성장은 계속적으로 확대되고 있으나, 이러한 기술들은 미국, 독일, 일본 등이 선점하고 있어서 우리의 독자 기술 확보가 무엇보다도 시급한 실정이다. 앞에서 살펴본 멤브레인 기술의 중요성에 기반하여, 우리나라 정부에서 지원하는 국가 연구개발사업에서는 멤브레인 분야에 얼마만큼의 예산이 효율적으로 지원되고 있는지를 국가과학기술지식정보 서비스(National Science & Technology Information Service)를 통해서 분석해 보기로 한다.
	식수부족현상이 전 세계로 확대되는 원인은 무엇인가?	21세기 들어서 더욱 심각해지고 있는 기후변화와 기상이변으로 인하여 가뭄이나 홍수와 같은 재난으로 인해 식수부족현상이 전 세계적으로 확대되고, Fig. 1에서 보는 것처럼 세계 수처리분리막 소재시장은 최근 연평균 17% 이상의 성장을 계속하고 있으며, 국내 수처리분리막 소재시장도 약 18% 성장하는 등 처리분리막 소재시장은 성장 일변도로 가고 있다.
	국가과학기술지식정보 서비스란 무엇인가?	국가과학기술지식정보 서비스(National Science & Technology Information Service)는 정부연구사업, 과제, 인력, 성과 등 국가 연구개발 사업에 대한 정보를 한 곳에서 알아볼 수 있는 국가과학기술지식정보 포털이 다. 부처별(기관별)로 개별 관리되고 있는 국가 R&D사업 관련 정보와 데이터를 공유하고 공동 활용하여 국가 R&D투자 효율성을 높이고 연구 생산성 향상에 기여하는 것이 주 설립 목적이다.

참고문헌 (9)

Y. H. Park and S. Y. Nam, "Characterization of water treatment membrane using various hydrophilic coating materials", Membr. J., 27, 60 (2017).

원문보기 상세보기
C. H. Woo, "Research trend of membrane for water treatment by analysis of patent and paper publication", Appl. Chem. Eng., 28, 410 (2017).
J. E. Shin, "Trend of Carbon Dioxide Chemical Separator", Observatory Paper of Industrial Chemicals, 12 (2018).
"Global market review of lithium battery", Commercialization Promotion Agency for R&D Outcomes, 62, 2 (2018).
H. Jang, "Market of water treatment membrane", Membr. J., 29(1), 11 (2019).

원문보기 상세보기
Planning Repot of R&D, "10 Core Materials, WPM", MOTIE (2010).
Report of National R&D Program, MSIT, p. 5 (2018).
Report of National R&D Program, MSIT, p. 7 (2018).
"The core of the hydrogen economy, carbon fiber", Korea IT News, Aug. 20 (2019).

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