한화건설에 가스화기 설계 및 운영에 관한 노하우 이전... 폐플라스틱 열분해유를 이용한 수소 생산 사업화 진행예정 국내 연구진이 폐플라스틱에서 수소, 화학원료 생산이 가능한 가스화 기술 국산화에 성공했다. 한국에너지기술연구원은 청정연료연구실 라호원 박사 연구진이 폐플라스틱 열분해유를 가스화해 합성가스를 생산하는 공정개발에 성공했다고 밝혔다. 연구진이 그동안 활용처가 제한적이었던 폐플라스틱 열분해유를 활용해 수소, 일산화탄소 등 고부가 화학원료로 재탄생시키는 기술을 국산화한 것이다. 폐플라스틱의 처리방법에 있어 매립과 소각은 면적 제한, 지표/지하수 오염, 소각시 불완전 연소로 인한 환경오염을 심화시키는 한계가 있다. 이에 폐플라스틱을 친환경적이고 고부가가치화(발전연료, 기초화학물질)시킬 수 있는 가스화 기술이 부상하고 있다. 정부에서도 온실가스 감축을 위한 핵심과제로 열분해 등 화학적 재활용을 통한 폐플라스틱의 연·원료화를 추진하고 있으며, 증가하는 폐플라스틱의 열분해유를 석유제품의 원료로 사용하거나 수소화 사업에 활용하는 등 고부가가치 재활용을 위한 시장은 확대될 전망이다. 연구진은 2000년대 초반부터 축적해온 석탄, 바이오매스 등의 탄화수소계 원료를 활
미래 자동차를 위한 고효율·고신뢰성 핵심소재 확보로 고부가가치화 견인 한국광기술원은 LED 제조 공정에서 발생하는 광 손실 문제를 획기적으로 해결할 수 있는, 세계 최초 굴절률 1.7을 달성한 고효율·고신뢰성 ‘색변환소재(Phosphor in Glass, PiG)’를 개발했다고 밝혔다. 현재 LED 산업은 4차 산업혁명을 주도하는 모바일, 웨어러블, 자동차 분야에 적용하기 위한 소형화 및 고출력화에 집중하고 있다. 이를 충족시키기 위하여 기존 실리콘 소재보다 내열성 및 내구성이 좋은 고기능성 유리소재(이하 ‘Glass frit’)를 사용하고 있지만, 실리콘 소재 대비 투과율이 낮기에 매우 높은 광손실이 발생하는 문제점이 있다. 통상적으로 Glass frit는 형광체 분말과 혼합하여 성형 소결된 형광체 글라스(PIG:Phosphor in Glass) 형태를 주로 사용하고 있으며, 이때 사용되는 형광체와 Glass frit의 굴절률은 각각 1.7과 1.5 수준으로 큰 차이가 발생한다. 이러한 굴절률 차이는 광 산란 손실을 발생시켜 LED의 발광효율을 저하하기에 굴절률 차이를 최소화할 방안이 필요하다. LED의 광손실 문제를 해결하기 위해 한국광기술원 조명소재부품
내오염성과 고발수성에 의한 생분해성 필름의 재활용 가능 기술 확보 인체 안전성이 요구되는 식품 및 생활용품 포장 필름 제품 적용 한국세라믹기술원은 장정호 박사 연구팀이 비불소계 실라잔 표면처리에 의한 소수성 메조다공성 실리카 소재를 개발하여 오염에 강하고 발수가 탁월한 코팅 기술을 확보했다고 밝혔다. 이번에 개발한 기술은 생분해성 PLA 필름의 내오염성 및 고발수성을 통해 필름의 분리수거 및 재활용성을 향상시켜 탄소저감 및 친환경 재활용(Recycling)이 가능한 기술이다. 생분해성 PLA 필름은 식물성 전분에서 나오는 젖산(Lactic acid)을 고분자화 한 것으로 사용 후 매립하면 100% 분해되어 흙으로 돌아가는 친환경 소재다. 메조다공성 실리카 소재는 2~50 나노미터의 기공들이 규칙적으로 배열된 실리카 소재로서 높은 표면적과 많은 나노 기공구조로 인해 다양한 약물, 단백질, 천연물 등을 담지/방출이 가능하며, 중금속 및 휘발성 유기화합물 (VOCs)과 같은 다양한 오염원의 고효율 흡착 및 촉매로도 활용성이 매우 큰 소재이다. 그러나 높은 친수성을 갖고 있어 발수 성능이 필요한 산업에는 적용이 어려웠다. 특히, 필름의 내오염성과 발수성 기술은 주로
고장 차량 앞에 다른 자율주행차 붙여 속도 줄이는 안전 시스템 운전자가 없는 자율주행 차량에서 브레이크 장치가 고장 나면 어떻게 대응해야 할까. 현대차그룹은 특허 출원한 '자율주행 차량의 브레이크 고장 대응 시스템'을 26일 'HMG 테크 사이트'에 공개했다. 현대차그룹은 "해당 기술은 완전 자율주행 모빌리티를 전제로 하며 브레이크 장치에 오류가 발생하는 예기치 못한 상황에서 다른 차량 간의 상호작용으로 피해를 최소화하는 사고 대응 기술"이라고 설명했다. 자율주행 차량은 기본적으로 ECU(전자제어장치)를 중심으로 전기 모터, 조향 및 제동 장치 등을 갖추고 있다. 여기에 카메라 및 라이더 등으로부터 도로 상황과 같은 외부 정보를 수집해 탑승자의 목적지에 따라 주행 요소를 제어한다. 아울러 비상시에 대비해 별도의 추가 브레이크를 달아 제동 장치가 이중으로 작동될 수 있도록 한 것이 자율주행 차량의 기본적인 안전 체계다. 현대차그룹은 브레이크 고장 시스템도 이러한 체계를 바탕으로 작동한다고 설명했다. 먼저 제동이 필요한 상황에서 ECU를 통해 메인 제동 장치의 작동을 확인한 뒤 반응이 없으면 보조 제동 장치를 거쳐 제동 가능 여부를 확인한다. 보조 제동 장치까지
건국대학교는 공과대학 고문주 교수(화학공학과) 연구팀이 재활용할 수 있고 신개념 반도체 고방열 성능을 가지는 바이오 물질 기반 복합소재를 개발했다고 26일 밝혔다. 고성능 반도체의 높은 전력 소모로 인한 과발열 문제는 반도체의 안정성을 위한 핵심 과제이다. 또한 방열 소재에 적용되는 열경화성 수지의 폐기 및 처분으로 발생하는 환경오염 역시 심각하다. 연구팀은 해당 문제를 해결하기 위해 열경화성 고분자의 화학적 안정성과 열가소성 고분자의 가공성을 모두 갖춘 비트리머 신소재를 이용해 반도체에 적용할 수 있는 고방열 성능의 재활용할 수 있는 복합소재를 개발했다. 고문주 교수 연구팀에 따르면, 해당 복합소재는 기존 반도체에 사용되는 에폭시 수지보다 2배 높은 방열 성능을 보유하고 있으며, 필러와 함께 제조했을 때 17W/mK-1의 높은 열전도로 방열 성능이 향상되기도 했다. 또한 상압, 상온 조건에서 비트리머 신소재 성질로 재성형 및 재가공이 가능해 앞으로 반도체의 방열 소재 및 폐기물 저감에도 이바지할 것으로 기대된다. 해당 연구는 복합재료 분야의 권위 있는 학술지인 ‘Composite part B : Engineering’에 8월 13일 게재됐다. 이 연구는 과
대구경북과학기술원(DGIST)은 에너지공학과 유종성 교수 연구팀이 황(sulfur)과 실리카(이산화규소)를 이용해 저비용으로 수명이 길고, 고에너지를 담을 수 있는 리튬-황 전지 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 황을 양극 소재로 사용하는 리튬-황 전지는 비싼 희토류를 양극 소재로 사용하는 기존 리튬이온전지보다 여러 배 이상 높은 에너지 밀도를 갖고 있어 전기차나 드론 등 고에너지 장치에 활용할 수 있다. 가격이 싸고 풍부한데다 유해하지 않은 장점도 있다. 그러나 충전과 방전 때 생기는 다황화물이 전지 음극 쪽으로 확산하면서 황 활물질(방전할 때 화학적으로 반응해 전기에너지를 생성하는 물질) 손실이 발생해 용량과 수명이 줄어든다는 단점이 있다. 유 교수 연구팀은 판상형 실리카를 합성하고 그 안에 황을 담아 새로운 실리카-황 중간층(interlayer)을 구현해 이런 단점을 보완했다. 유 교수는 "이번 연구는 에너지 밀도와 안정성이 중요한 차세대 리튬-황 전지 연구 개발 및 상용화 분양의 전환점이 될 것으로 기대한다"고 말했다. 이 연구는 미국 아르곤 국립연구소(ANL)의 아민 카릴(Amine Khalil) 박사팀과 공동협력으로 진행됐고, 네이처 자매지인 '네
디지털 가전이나 차재 디바이스 등의 전자부품 시장은 앞으로 더욱 확대될 것으로 예상되고 있으며, 요구되는 기술도 더욱 다양화될 것으로 생각된다. 이와 같이 다양화되는 기술로서 회로나 소자 등의 박막에 패턴을 형성하는 패터닝 기술도 소형화․고밀도화가 요구되고 있다. 기존 기술로는 포토리소그래피에 의한 패터닝이 일반적이지만 박막 등을 사용한 센서 등에서는 소형화․고밀도화에 대응하기 곤란하며, 더구나 레지스트의 도포에서 에칭까지 많은 공정이 필요하고 환경에 대한 부담도 높다. 그래서 최근 레이저에 의한 패터닝이 주목받고 있다. 레이저 패터닝 기술은 포토리소그래피와 비교해 작업 공정을 집약할 수 있기 때문에 공수를 절감할 수 있고 드라이 프로세스가 되기 때문에 환경에 대한 부담도 억제할 수 있다. 그러나 현재의 레이저 패터닝 장치는 2차원 형상에만 대응할 수 있어 자유곡면 등의 3차원 형상에 대한 정밀 패터닝은 곤란하다. 그래서 일본전산머신툴에서는 3차원 형상 레이저 패터닝에 대한 높은 요구에 대응하기 위해 이미 장치화․판매하고 있는 단펄스 레이저를 채용한 미세 레이저 가공기 ‘ABLASER’의 기술을 활용해 레이저 패터닝 과제를 해결하는 동시에, 정밀 3차원 레이
이 글에서는 육아·보육 분야의 사람과 로봇과의 인터랙션 및 거리의 사례로서 텔레 보육 로봇 ChiCaRo와 원격 보육 기술에 대해 소개한다. 코로나19 유행 이전인 2014년부터 필자 등의 연구팀은 ChiCaRo 프로젝트를 발족해 영유아 원격 인터랙션 기술에 의해 일상적인 부모의 육아 지원과 육아·보육의 질 향상을 목표로 하고 있었다. 이 프로젝트에서 연구 개발을 추진하고 있는 텔레 보육 로봇 ChiCaRo는 떨어져 있는 장소의 영유아와 보육자의 원격 보육을 지원하기 위한 로봇 시스템이다(그림 1). 인간은 원래 공동체로 육아하도록 진화해 왔다고 하는데, 이른바 독박 육아 등 핵가족의 증가와 지역의 희박화로 최근 특히 도시권에서는 부모가 가정 내에서 혼자서 육아를 감당해야 하는 상황이 많이 발생해 부모의 육아 부담이 문제가 되고 있다. ChiCaRo는 떨어져 있는 가족과 영유아 간의 일상적인 교류 기회를 로봇 시스템을 통해 만들어 내고, 인간의 생물 진화 과정으로서의 자연체인 공동 육아를 현대판 ‘원격 공동 육아’로 실현함으로써 ‘단독 육아’의 부담 해소를 목표로 하고 있다. 공원의 놀이기구가 사용 금지되는 등 포스트 코로나 시대는 부모와 아이가 편하게 공원
차등 프라이버시 인공지능 기술을 대중화해 인공지능 기반 서비스 사용자들의 개인정보를 보호하는 데에 큰 도움을 줄 수 있을 것 카이스트는(KAIST)는 전기및전자공학부 유민수 교수 연구팀이 세계 최초로 `차등 프라이버시 기술이 적용된 인공지능(AI) 애플리케이션(Differentially private machine learning)'의 성능을 비약적으로 높이는 인공지능 반도체를 개발했다고 지난 19일 밝혔다. 빅데이터 및 인공지능 기술의 발전과 함께 구글, 애플, 마이크로소프트 등 클라우드 서비스를 제공하는 기업들은 전 세계 수십억 명의 사용자들에게 인공지능 기술을 기반으로 여러 가지 서비스인 MLaaS(ML-as-a-Service)를 제공하고 있다. 이러한 서비스 중에는, 대표적으로 유튜브나 페이스북 등에서 시청자의 개별 취향에 맞춰 동영상 콘텐츠나 상품 등을 추천하는 `개인화 추천 시스템 기술'이나, 구글 포토(Photo) 와 애플 아이클라우드(iCloud) 등에서 사진을 인물 별로 분류해주는 `안면 인식 기술' 등이 있다. 이와 같은 서비스는 사용자의 정보를 대량으로 수집해, 이를 기반으로 인공지능 알고리즘의 정확도와 성능을 개선한다. 이 과정에서 필연
앞 편에서 필자는 스마트 팩토리의 가장 중요한 특징 중 하나로 ‘유연성’을 꼽았다. 그리고 하나의 공정 라인에서 다양한 제품을 생산하는 ‘혼류생산’을 예로 들어 유연한 자동화 공정의 장점을 설명했다. 혼류생산의 핵심은 생산하는 제품이 바뀔 때마다 버튼 한 번만 누르면 전 공정이 자동으로 재구성될 수 있어야 하는 것이다. 하지만 수많은 하드웨어 기계장치가 복합된 생산라인에서 이런 기능을 구현하는 것은 쉬운 일은 아니다. 현재 유연한 생산 공정을 위해 도입한 수많은 로봇 시스템 또한 제품이 바뀔 때마다 오프라인으로 프로그램하여 경로를 수정할 수는 있지만 실시간으로 들어오는 제품에 따라 알아서 경로를 수정하지 못한다는 한계점이 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해서 ‘로봇 비전’ 기술이 꼭 필요하다. 로봇 비전이란 ‘비전(vision)’은 ‘눈, 시력, 시각’을 뜻하는 용어로, ‘로봇 비전’이란 ‘로봇의 눈’을 의미한다. 보통 로봇을 사용하기 위해서는 로봇의 움직임을 엔지니어가 일일이 미리 가르쳐 주어야 하는데, 이를 티칭(teaching) 작업이라고 한다. 하지만 로봇이 사람처럼 시각센서(카메라 또는 레이저)를 통해 환경이나 사물을 인식할 수 있게 되면, 작업 공
스피어엑스 프로젝트 하드웨어 장비 ‘극저온 진공 챔버’ 과학기술정보통신부와 한국천문연구원(이하 ‘천문연’)은 지난 17일 미 항공우주국(NASA)의 우주망원경 ‘스피어엑스(SPHEREx)’ 성능 시험을 위한 장비 개발을 완료했다고 밝혔다. 이 장비는 스피어엑스 망원경의 성능을 지상에서 정밀하게 시험하기 위한 시험 장비로, 천문연은 2019년 8월 개발 착수해 약 3년 만에 개발을 완료하고 지난 6월 미국으로 이송해 설치를 마쳤다. 천문연이 이번에 개발한 장비 중 핵심장비는 극저온 진공챔버로, 우주에서 적외선을 관측하려면 우주의 온도보다 한층 저온으로 냉각되는 망원경이 필요하다. 이에 스피어엑스에 최적화해 개발한 진공챔버는 망원경이 우주에서 냉각돼 도달할 영하 220도 이하의 극저온 진공상태를 구현한다. 또한 스피어엑스 망원경이 촬영하는 사진 속에서 초점이 고르게 제대로 맞춰지는지 검증하고, 사진의 각 부분에서 어떤 색깔이 보이는지를 측정하는 역할을 하게 된다. 특히 극저온 챔버에서 스피어엑스 망원경의 성능을 시험하기 위해서는 거대한 챔버 자체뿐만 아니라 고가의 망원경을 안전하게 집어넣을 수 있는 보조 장비 등도 필요하다. 이를 위해 천문연은 스피어엑스 망원경
새로운 모빌리티 시대를 가속화하다 새로운 모빌리티의 시대로 접어들고 있습니다. 기후 변화, 갈수록 엄격해지는 CO2 규제, 인구 변화, 변화하는 소비자들의 요구 등으로 모빌리티 에코 시스템이 근본적인 변화를 맞이하고 있습니다. 기존 자동차 회사와 새롭게 진입한 모빌리티 업체, 정책 당국, 대중교통 기관 모두 이러한 변화의 당사자들입니다. 이것은 새로운 도전이면서 동시에 새로운 기회이기도 합니다. 마이크로일렉트로닉스는 이러한 변화를 가속화합니다. 자동차에서 열차까지, 파워트레인에서 결제까지, 센서에서 보안까지, 커넥티비티에서 편의성에 이르기까지, 인피니언은 새로운 모빌리티 시대로 가기 위해서 필요한 반도체 기술을 제공합니다. 모빌리티 가치 사슬에서 핵심적인 역할을 하는 인피니언은 우리 세대뿐만 아니라 미래 세대를 위해 모빌리티를 환경적, 사회적, 경제적으로 지속 가능하게 만들기 위해서 자동차 및 운송 업계와 협력하고 혁신하고 있습니다. 미래 모빌리티는 도전이자 기회 반도체 기술이 모빌리티 전환을 위한 기반을 제공합니다. 반도체를 활용해서 탄소 발자국을 최소화하고 안전과 편의성을 극대화할 수 있습니다. 근본적인 변화가 있더라도 개인 소유의 자동차가 여전히 모빌리
단백질 분자 등 정밀 질량측정 위한 고성능 나노센서에 활용 기대 한국표준과학연구원(KRISS)이 2021년 자체 개발한 소자를 이용해 마이크로파 영역에서 주파수 빗을 생성하는 기술을 개발했다고 밝혔다. KRISS 양자하이브리드팀이 개발한 이번 기술은 초전도 나노전기역학 소자에 마이크로파 신호를 입력해 주파수 빗을 생성하는 기술이다. 주파수 빗은 여러 개의 주파수 신호가 머리빗처럼 일정하고 조밀한 간격으로 나타나는 현상을 가리킨다. 연구팀이 생성한 주파수 빗살의 간격은 나노역학 소자의 고유 주파수와 일치하기 때문에 이 간격을 측정하면 소자의 미세한 진동 주파수의 변화를 정밀하게 추적할 수 있다. 연구팀은 소자의 초전도 성능을 발현시키기 위해 소자를 액체헬륨냉동기에 넣어 극저온 환경을 구축했다. 이후 마이크로파 신호 생성기로 소자에 단일 주파수 신호를 입력해 주파수 빗 현상을 관측하는 데 성공했다. 기존에 사용된 나노역학소자의 주파수 측정법은 소자에 레이저를 쏘아 반사된 빛의 변화를 기준이 되는 레이저 빛과 간섭시켜 그 신호를 분석하는 방식이다. 이 간섭신호에서 나온 나노역학 소자의 주파수를 실시간으로 추적하기 위해서는 특정 주파수의 전기신호와 비교해야 한다.
재료硏, 장수명 고효율 음이온교환막 수전해 스택 기술 국산화 한국재료연구원(KIMS)은 최승목 박사 연구팀이 한국화학연구원(KRICT) 이장용 박사 연구팀과 융합연구를 통해, 고활성/고내구 비귀금속 촉매/전극 소재와 고성능 음이온교환 소재를 개발하고 이를 수전해 시스템에 적용함으로써, 비귀금속 기반의 장수명/고효율 음이온교환막 수전해 스택 기술을 국내 최초로 개발하는 데 성공했다고 밝혔다. 본 기술은 재료연이 고활성/고내구 비귀금속 촉매 소재 합성 기술과 대면적 전극 공정 기술, 막전극접합체 제조 기술 및 스택 조립/운전 기술을 맡았으며, 화학연이 음이온교환 소재 및 고분자 분리막 제조 기술을 융합해 핵심 소재 부품을 모두 국산화한 것이다. 공동연구팀은 본 기술을 상용 대면적 다중셀 스택에 적용해, 저위발열량기준 수소 발생 효율 75.6%, 수소 1kg 생산에 필요한 소비 전력 44킬로와트 아워, 연속 운전 2,000시간 동안 성능 감소율 0.2퍼센트를 달성했다고 전했다. 기존 연구는 개발된 소재가 수전해 시스템에 적용되지 못하고 소재 단위의 성능 평가에 그치는 한계가 있었다. 공동연구팀은 소재 및 미니셀 단위의 연구를 넘어서는 핵심 원천 소재 및 부품을 상
KIST, 충·방전 방식에 따른 전지 수명과 최적 성능 상관 관계 확인 고도 분석 플랫폼 통한 최신 양극 소재의 용량 저하 메카니즘 규명 전기자동차의 주행거리를 증가시키기 위해서는 리튬 이온전지의 충전 전압을 높여 에너지 밀도를 극대화 하는 것이 필요하지만, 안전한 전지 구동을 위해서는서는 충전 전압의 ‘안전 상한선’이 존재한다. 상한선을 넘어선 경우 전극 물질 내에 되돌릴 수 없는 구조적, 화학적 변화가 발생하여 전지 수명 단축, 심한 경우에는 열 폭주(Thermal runaway) 현상이 발생해 폭발까지 이어질 수 있어서 급격히 성장하는 전기 자동차 시장에 가장 큰 위험요인으로 작용하고 있다. 리튬 이온전지는 충전시 충전 전압의 안전 상한선을 유지하면서 충전 용량을 최대한 확보하기 위해 주로 정전류-정전압 방식을 활용한다. 먼저 일정한 전류를 흘려주는 방식(정전류, Constant-current)으로 충전을 한 이후 일정한 전압을 유지하는 구간을 삽입하는 방식(정전압, Constant-voltage)이다. 이러한 방식은 최대한의 주행거리를 확보하고, 고속 충전시 발생하는 전지 소재의 입자 불균일성을 완화해 구조 불안정성을 낮추는 역할을 한다고 알려져 있다