[센서를 말하다] 고감도 전기화학식 가스센서, 이제는 헬스케어에도 적용해요

  • 2019-05-07
  • 전동엽 기자, imdy@elec4.co.kr


인터뷰 하승철 대표, SENKO


하이닉스 반도체 연구소, ETRI를 거친 하승철 대표는 국내 유일 전기화학식 가스센서 기술을 보유하고 생산하는 SENKO를 설립했다. 외산 센서의 의존도가 높은 국내 시장의 상황을 누구보다 잘 알고 있었지만 그는 과감하게 창업을 선택했다. “만들어 보니 되길래 바로 회사를 차렸다”라는 가벼운 농담에는 기술력에 대한 자신감이 담겨 있었다. 국가 브랜드가 중요한 센서 시장에서의 불리함을 특수 시장을 통해 돌파하고 있는 SENKO는 공기질 측정 헬스케어 기기를 준비하며 점차 전83세계 시장에서 영역을 확장 중이다.

약 15년간 국내 가스센서 업계를 이끌어온 SENKO의 하승철 대표를 만나 SENKO의 전기화학식 가스센서와 업계의 이야기를 들어봤다.

Q. SENKO(센코)에 대한 간단한 소개 부탁드립니다.

A. 센코는 2004년도 말에 설립한 전기화학식 가스센서를 제조하는 기업입니다. 가스센서는 전기화학식, 반도체식, 광학식, 접촉 연소식이 있는데 그 중 전기화학식 센서는 정량 측정이 가능하고, 다른 가스에 대한 간섭 저항이 적다는 장점이 있습니다.

산업현장에서 유독가스를 감지해 내는 건 전부 전기화학식 센서라고 보면 됩니다. 저희는 국내 유일하게 전기화학식 가스센서 원천기술을 가지고 있고, 유일하게 제조까지 하고 있습니다. 그리고 이 가스 센서 기술을 기반으로 산업안전, 환경 기기들도 제작하고 있습니다. 처음에 저희가 센서를 만들었을 때 누가 먼저 알고 제품을 써주지 않았습니다. 그래서 저희가 개발한 센서가 들어간 가스감지기를 만들어 팔게 됐습니다. 앞으로는 일반가전 영역, IoT 등으로 영역을 확장할 계획입니다.

"요즘은 완벽한 퍼포먼스보다 합리적인 가격과 성능이 중요한 것 같습니다. 특히 IoT나 가전, 웨어러블 디바이스 같은 신규 시장에서 그렇습니다."

Q. 2004년 말에 설립해 약 15년간 센서 업계에 몸담고 계시는데, 당시에도 국내에 센서 시장이 크지 않았을 것 같습니다. 가스 감지 센서를 선택하신 계기는 무엇입니까? 가능성을 보신건가요?

A. 전혀 그런 건 없었습니다. 만들어보니 되길래 시작했습니다.(웃음) 제가 ETRI에 있을 때 ‘전자 코(Electronic nose)’라는 것을 연구했습니다. 이는 곧 가스센서에 대한 연구와 관련이 있습니다. 인간의 코는 무수히 많은 섬모를 통해 냄새를 구별하고 기억합니다. 각 섬모의 반응 정도에 따라 냄새를 인식하고, 이를 토대로 비슷한 패턴의 냄새를 맡으면 유사성을 느끼게 되는 것입니다. 전자코도 이처럼 센서들의 반응을 종합해 비슷한 패턴을 가진 냄새를 인식할 수 있었습니다. 전자코에 관련된 연구 경험을 기반으로 사업을 시작하게 됐습니다.

Q. 모든 제품이 마찬가지겠지만 센서에 있어서 정확성(신뢰도)이 가장 중요할 것 같은데요, 고감도를 만족하기 위한 요소들이 있을 것 같습니다. 전기화학식 가스 감지센서의 핵심은 무엇입니까?

A. 가장 중요한 것은 3가지를 꼽을 수 있습니다. 전극물질을 만드는 기술, 전해질을 만드는 기술, 그리고 센서 설계 기술입니다. 전해질의 경우 감지하려는 가스별로 전해질 물질 자체가 다른데다가 외부에 대한 환경 영향성이 없게끔 만들 수 있는 기술이 필요합니다. 센서 설계의 경우 가스가 전해질로 들어와 촉매와 만나는 3중점을 많이 만들어줘야 합니다. 3중점이 많을수록 감도가 높아질 수 있습니다. 심플하지만 노하우가 많이 필요합니다. 또한 기판자체가 하이드로포빅(hydrophobic, 소수성)하기 때문에 전극물질이 잘 코팅되지 않습니다. 전극물질을 기판에 잘 코팅할 수 있는 기술도 중요합니다. 이론보다는 대부분 실험을 통해 최적의 상태를 만들어내고 있습니다.

원리는 연료전지와 비슷합니다. 나노사이즈 촉매들이 Working Electrode를 형성하고, Counter Electrode, Reference Electrode가 있는데, CO(일산화탄소)가 들어오면 Working Electrode가 반응하게 되어있습니다. 이 과정에서 전류가 흐르게 되고 전류를 측정하는 방식입니다.



Q. 최근 센서 시장 트렌드는 어떻습니까?


A. 기존에 가스감지 센서가 사용된 안전기기나 환경기기에서는 정밀도, 신뢰도가 굉장히 중요한 영역이었습니다. 저희도 국내 대기업과 일을 많이 하는데, 한 기업이 김치냉장고에 들어가는 김치 숙성도 센서를 만들어달라고 요청한 적이 있습니다. 김치가 익을 때 생성되는 가스를 감지해 김치가 익으면 색이 변하게끔 하는 용도였습니다. 물론 여기서도 신뢰도가 중요하지만 요즘은 완벽한 퍼포먼스보다 합리적인 가격과 성능이 중요한 것 같습니다.

특히 IoT나 가전, 웨어러블 디바이스 같은 신규 시장에서 그렇습니다. 안전이나 환경에서는 물론 하이 퍼포먼스가 중요하긴 한데, 그중에서도 특수한 시장들을 찾아 공략해야 하지 않을까 생각합니다.

"저희가 잘하는 분야는 메이저 업체들이 잘 건드리지 않지만 기술력이 필요한 특수한 시장입니다…(중략)…이런 작지만 부가가치가 높은 시장을 많이 찾아내고 있습니다."



Q. 특수한 시장이라면?


A. 모든 회사들의 전기화학식 센서 설계구조는 4시리즈를 따르고 있습니다. 예전에 한 영국회사가 이렇게 만든 게 모든 제품에 쓰이고 있어 다들 그 구조에 맞춰 만들고 있습니다. 안전기기 시장은 이 규격에 따라 만들어야 하지만, 가전제품에 들어가는 센서는 굳이 이렇게 크게 만들 필요가 없습니다. 사이즈를 줄이거나 다른 모양으로 만들어도 기능만 하면 됩니다. 다른 규격으로 만드는 것은 원리만 알면 충분히 가능한 일입니다.

Q. 대기질 오염, 산업현장의 실내 공기측정 등 점점 가스감지 분야의 센서 수요가 늘어나고 있습니다. 반면 아직까지 국내 업계는 외산 센서의 의존도가 높은 것으로 알고 있는데, 국내 센서 업계의 상황을 어떻게 보고 계십니까?

A. 저는 가스센서 시장 상황에 대해서만 알고 있습니다. 국내 가스센서 분야 시장이 커지고는 있지만, 판단하기에 전통적인 산업, 안전 쪽이 아니라 가전에서 수요가 늘었기 때문이라고 생각합니다. 우리나라는 굉장히 큰 가전회사가 두 개나 있습니다. 그들이 자사 제품의 부가가치를 높이기 위해 센서를 필요로 하고 있죠. 우리나라 기업 뿐 아니라 전 세계 모바일, 웨어러블 사업을 하는 기업들은 디바이스에 센서를 넣고 싶어 합니다. 구글이 거액을 들여 CO 센서업체를 인수하고, 아마존도 CO 경보기에 AI를 적용한 제품을 내놓을 만큼 외국은 기회가 많이 있습니다. 우리나라는 좀 둔감하긴 하지만 가전 쪽에 들어가기 시작하면 국내시장도 폭발적으로 커질 것이라 생각합니다.

Q. SENKO는 지난해 300만 달러 수출탑을 수상하신 것으로 알고 있습니다. 올해는 500만 달러 수출을 목표로 하고 계신데, 시장에서 외산 센서들과 경쟁을 가능케하는 SENKO의 경쟁력은 무엇입니까?

A. 저희가 잘하는 분야는 메이저 업체들이 잘 건드리지 않지만 기술력이 필요한 특수한 시장입니다. 예를 들어 중동 국가의 경우 고온에서 동작할 수 있는 황화수소 센서가 필요한 부분이 있습니다. 이런 작지만 부가가치가 높은 시장을 많이 찾아내고 있습니다.
메이저 시장에서의 입지는 사실 센서보단 기기를 통해서 넓혀나가고 있습니다. 센서 분야의 경우 특히 국가 브랜드가 굉징히 중요합니다. 국가브랜드는 아직까지 우리나라가 약한게 사실입니다.

그렇다고 가격 경쟁력으로 승부하는 것도 아닌 것 같아 아직 남들이 건드리지 않는 부분을 찾아 기회를 보고 있습니다. 보편적으로 저희의 센서가 다른 업체와 똑같은 성능이 나오고 똑같은 특성을 가지고 있으면 고객들은 절대 저희 제품을 사지 않습니다. 일단은 가스감지기로 어느 정도 인정을 받아 시장에서 입지를 넓혀가고 있습니다.

Q. 세계 가스 센서 시장은 약 200억 달러 규모로 지속적으로 성장하고 있습니다. 점유율을 높이기 위해서는 기술적, 가격적 측면의 경쟁력이 필요할텐데요, 경쟁력 제고를 위해 SENKO에서는 어떤 노력을 하고 계십니까?

A. 독특한 신규센서를 개발하기 위한 R&D도 많이 진행 중입니다. 앞서 말씀드린대로 전기화학식 센서가 좋다는 건 다들 알고 있지만 크기가 커서 많은 분야에 적용되지 못하고 있습니다. 그래서 소형화에 대한 개발도 진행 중이고, 홈 IoT에 적합한 특수 센서를 개발하고 있습니다. 그리고 VOC 센서가 전 세계적으로 너무 비싸 플랫폼을 달리해 저렴하게 만들 수 있도록 개발하고 있습니다. 이처럼 차별화되고 시장에서 요구하는 센서들을 개발하기 위해 노력하고 있습니다.



Q. 전문인력 수급에 대한 어려움은 없습니까?


A. 저희는 전체 인원에 비해 연구인력이 많은 편입니다. 70명 중 30명 정도가 R&D 인력입니다. 제가 원래 센서를 연구했기 때문에 해당 인력은 아는 인맥을 통해 수급하고 있습니다. 그런데 전자 분야 인력들은 구하기 어렵습니다. 그래서 전자 전공 인력을 고용하기 위해 판교에 연구소를 만들었습니다. 전자나 소프트웨어 전문 인력들은 판교, 분당, 강남이 아니면 구하기 힘든 것 같습니다.

Q. 기업의 자체적인 노력도 중요하지만, 국내 센서업계의 경쟁력 제고를 위해서는 국가적인 차원의 지원이 필요하다는 목소리도 나오고 있습니다. 그만큼 업계 환경이 열악하다는 말일수도 있는데요, 국내 센서 회사로서 어려운점(고충)은 없습니까? 혹은 정부에 바라는 점이 있다면?

A. 기업을 운영해보니 기업이 스스로 잘해야 하는 것 같습니다. 국가가 지원하는 R&D 프로그램은 자칫 잘못하면 기업에 독이 될 수 있습니다. 자기가 제품화할 것에 대한 R&D를 도움 받는 것이라면 몰라도, 섣불리 당장 눈앞에 돈을 보고 시작했다가는 독이 됩니다. R&D에 그쳐 확장을 하지 못하는 회사들을 너무나 많이 봐왔습니다.

센서는 국가적으로 매출기여도는 작지만 파생력이 큰 분야입니다. 그 부분을 정책하시는 분들이 잘 인지하셔야 합니다. 센서사업은 ROI가 그렇게 빨리 나오지 않는 분야입니다. 그런 잣대로 지원정책을 하게 되면 업체 입장에서는 굉장히 어렵습니다.

Q. 국내 센서 회사로서 고충은 없습니까?

A. 앞서 말씀드렸다시피 센서는 국가브랜드가 굉장히 중요합니다. ‘독일’하면 신뢰가 가는 것처럼 국가브랜드가 굉장히 영향을 많이 줍니다. 그래서 중국 업체의 경우 헤드 오피스를 미국에 설립하고 생산을 중국에서 하는 경우가 많이 있습니다.

센서가 가장 많이 사용되는 일반 산업안전 분야의 글로벌 진입장벽도 굉장히 높습니다. 글로벌 인증만 받아서는 안되고 각 국가마다 있는 인증을 각각 만족해야 합니다. 여기에 어마어마한 시간과 돈이 들어갑니다. 국내에는 이런 부분을 자문해주거나 도움 주는 곳이 없어 외국 단체와 진행해야 했습니다. 시행착오도 많이 있었고 인증 받는데만 6~7년 걸린 것 같습니다. 이제야 준비가 마무리되고 있습니다.

Q. 앞으로의 제품 개발 방향도 궁금합니다. 기존 제품에서 보완해 나가야할 방향이 있다면 무엇입니까? SENKO가 가진 가스감지 역량을 활용한 새로운 제품을 계획하고 계신 게 있나요?

A. 전기화학식 가스센서 시장이 점점 커지고 있습니다. 기존의 안전, 환경시장 뿐 아니라 모빌리티, 웨어러블 디바이스, 가전, 헬스케어 등 적용 영역이 점차 넓어지고 있습니다. 그래서 센서기술을 바탕으로 헬스케어, IoT 분야로 확장하려고 하고 있습니다. 특히 저희는 가스센서를 잘 하고 있으니 사람의 호흡에서 얻어지는 정보를 통해 어드바이스를 주는 솔루션을 개발 중입니다.

환경성 질환 관리에 도움을 줄 수 있는 실내 공기질 측정기도 개발 중입니다. 포름알데히드, PM1.0, PM10, 이산화탄소, 일산화탄소 수치 등을 측정해 스코어링을 합니다. 이 스코어는 현재 실내 공기질이 아토피에 얼마나 영향을 주는가를 나타냅니다. 현재 강남 성모병원과 임상실험을 진행 중에 있습니다. 환경성 질환 중 하나인 천식도 가스 마커가 있어서 이를 측정해 관리할 수 있는 기기를 준비 중입니다.
 

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