전기차 핵심 부품용 소재기술 대일의존 돌파구 열어 한국재료연구원(KIMS, 원장 이정환, 이하 재료연)은 엔지니어링세라믹연구실 고재웅 박사 연구팀이 전기차 구동 모듈용 질화규소 베어링 볼 제조기술을 국산화하는 데 성공했다고 밝혔다. 질화규소 베어링 볼은 전기차의 높은 출력 인가와 고속 회전 구동 환경하에서 전기 침식에 의한 고장을 방지하고, 이와 함께 높은 내구성과 신뢰성을 가지는 장점이 있다. 일본으로부터 전량 수입해야 해, 이에 대한 문제가 지속해서 지적되어왔다. 핵심 부품 공급은 지난 2019년 일본의 화이트리스트 배제를 시작으로 2022년 글로벌 공급망 재편 대응을 위해 정부가 중점 정책으로 고려할 정도로 중요한 문제이다. 전기차의 경우 20,000rpm 이상의 초고속 회전이 이뤄지는 베어링 부품의 필수 소재인 베어링 볼 수급이 원활하지 않다는 게 자동차와 베어링 완제품 제조 기업의 공통된 의견이다. 연구팀은 질화규소 원료 분말에서 소재 및 베어링 볼 부품에 이르기까지 국내 수요 대응이 가능하도록 기술을 개발해왔다. 이후 해당 기술을 외부 공인 평가기관과 수요기업을 통해 테스트함으로써 세계 1위 질화규소 베어링 볼 기업인 T사에 근접한 수준의 기계적
분말 기반 첨단 산업인 우주항공, 모빌리티용 첨단합금에 응용 기대 KAIST는 원자력및양자공학과 류호진 교수 연구팀이 신소재 합금 및 금속복합재 개발에 필요한 고부가가치 분말을 생산하는 분말 표면 제어 및 강화 이식 기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구에는 KAIST 류호진 교수 연구팀과 한국원자력연구원(김재준 박사), 한국재료연구원(김정환 박사, 이동현 박사)이 참여했다. 류호진 교수 연구팀은 개발된 기술을 비구형 고강도 알루미늄 분말에 적용하여 고강도 알루미늄/탄화붕소 금속 복합재 분말의 강화재 첨가량을 자유롭게 제어한 후 3D 프린팅을 수행했다. 이렇게 3D 프린팅된 복합재는 기존 소재 대비 90% 향상된 강도를 가지는 것으로 확인돼 연구팀은 자유로운 형상의 적층 제조가 가능한 고성능 복합재를 제조할 수 있음을 실증했다. 개발된 기술을 이용한 3D 프린팅용 알루미늄 금속 복합재 개발 연구는 자동차, 무인기 등의 경량 모빌리티, 항공우주 및 국방 산업 등에 대한 활용성을 인정받아 생산제조 분야 상위 1% 저널인 '적층 제조(Additive Manufacturing)'에 게재됐다. 류호진 교수는 "향후 사용후핵연료 저장 소재, SMR 원자로 부품,
6년간 2600여개 기업 품질개선·애로해소 정부가 소재·부품·장비(소부장) 제품의 신뢰성과 성능 향상 지원 사업에 250억원을 투입한다. 산업통상자원부는 27일 '소부장 신뢰성기반활용지원사업' 시행을 공고하고 이같이 밝혔다. 소부장 신뢰성기반활용지원사업 소부장 기업이 신뢰성 평가기관에 구축된 인프라를 적극 활용할 수 있도록 바우처를 발급하는 것으로, 산업부는 이를 통해 지난 6년간 2626개 소부장 기업의 품질 개선과 애로 해소를 지원해 왔다. 일례로 방산 부품업체 A사는 해군 함정의 압축공기 시스템과 전자밸브 국산화에 필요한 조선해양기자재연구원의 신뢰성 평가 인프라를 지원받아 지난해 37억원 규모의 신규 수주 성과를 거뒀다. 전기차 부품 업체인 B사는 대형 전기버스에 들어가는 열교환기 제품 공정 설계에 가상 시뮬레이션을 활용할 수 있도록 한국재료연구원의 지원을 받아 공정 설계 비용과 기간을 줄였다. 산업부는 "올해부터는 소부장기업의 특성을 고려한 맞춤형 지원이 강화됨으로써 기업의 공정 효율화, 신규시장 진출 등을 통한 수출경쟁력 제고가 기대된다"고 밝혔다. 헬로티 이창현 기자 |
고집적·저전력·고신뢰성 바탕으로 높은 인식률 선보여 한국재료연구원은 배터리 핵심 소재 리튬이온으로 차세대 뉴로모픽 반도체 소자를 세계 최초로 구현했다고 8일 밝혔다. 뉴로모픽 반도체 소자는 인간 뇌를 모사해 전력 소모를 줄이면서 고효율로 인공지능을 수행하는 새로운 반도체 소자다. 재료연구원 나노표면재료연구본부 김용훈·권정대 박사 연구팀이 이 기술을 개발했다. 연구팀은 배터리 핵심 소재인 리튬이온을 수십 나노미터 수준에 불과한 아주 얇은 막으로 만들어 나노소재와 접목하는 방법으로 새로운 뉴로모픽 반도체 소자를 만들었다. 이 기술을 활용해 제작된 인공지능 반도체 소자는 고집적·저전력·고신뢰성을 가지면서도 다양한 손글씨 패턴의 의미를 96.77% 읽어낼 정도의 높은 인식률을 보였다고 재료연구원은 강조했다. 연구팀은 이번 연구 결과를 지능형 웨어러블 디바이스(착용 가능한 컴퓨터 기기) 분야에 적용하는 후속 연구를 진행 중이다. 한편, 세계적인 학술지 'ACS'에서 발행하는 'ACS AMI'는 지난해 11월 이 신기술을 게재했다. 헬로티 서재창 기자 |
두산에너빌리티는 국내 최초로 국제 인증기관인 독일의 데비오씨씨'(DEWI-OCC)로부터 8㎿ 해상풍력발전시스템에 대한 국제 형식인증을 취득했다고 12일 밝혔다. 2018년부터 8MW급 대용량 해상풍력발전시스템을 개발한 두산에너빌리티는 올해 1월 전남 영광에 시제품을 설치하고 실증운전을 거쳐 국제 인증을 취득했다. 국내 설치 기준 최대 용량인 8MW 해상풍력발전 모델은 해상풍력이 발달한 유럽 국가들 대비 풍속이 느린 우리나라 서남해의 환경에 맞춤형으로 설계됐다. 두산에너빌리티는 평균 풍속 초속 6.5ｍ에서도 이용률 30% 이상이 가능하도록 로터 직경을 205m(블레이드 길이 100ｍ)로 제작했다. 해당 모델의 블레이드(해상풍력기 날개)는 두산에너빌리티와 한국재료연구원, 블레이드 제조사인 휴먼컴퍼지트가 협력해 개발했다. 두산에너빌리티는 현재 3.3㎿, 5.5㎿, 8㎿ 해상풍력발전 모델을 보유하고 있다. 지난해 5.5㎿급 생산을 위한 풍력2공장을 구축했고, 8MW급 생산 공장 조성도 준비 중이다. 박홍욱 두산에너빌리티 파워서비스BG장은 "산학연이 함께 개발한 8㎿ 해상풍력 모델로 시장 확대에 나설 것"이라며 "현재 70% 이상인 터빈 부품 국산화율을 더욱더 높여
경북대는 신소재공학부 박귀일 교수팀이 한국재료연구원 김경태 박사팀과 공동연구로 종이만큼 얇지만 내구성이 강한 친환경 열전소재를 개발했다고 20일 밝혔다. 열전소재는 열에너지에서 전기에너지를 생성하는 물질로 자동차, 우주항공, 반도체 등 산업 전반에 활용된다. 박 교수팀 등이 개발한 열전소재는 셀룰로스 매트릭스 층 아래에 무기입자 네트워크 층을 가진 열전 종이(필름)다. 셀룰로스 매트릭스가 무기입자 층을 연결하는 역할을 해 내구성을 향상시켰다. 이 소재는 또 탄소를 배출하지 않고 물에서 완전히 용해돼 폐기물 문제도 해결될 것으로 연구팀을 보고 있다. 박 교수는 "자유로운 형태 변형에도 높은 내구성이 있어 상용화되면 웨어러블 디바이스는 물론 전기·전자, 생체의학, 첨단산업 등 분야에서도 활용도가 높을 것으로 기대한다"고 말했다. 이 연구는 나노소재·에너지분야 학술지인 '나노 에너지'(Nano Energy, Impact factor:19.069) 온라인판에 실렸다. 헬로티 이창현 기자 |
2028년까지 '극한소재 실증연구단지' 조성…주요 사업서 극한소재 활용 확대 두산에너빌리티는 경남 창원에 추진 중인 '극한소재 실증연구단지' 조성에 힘입어 극한소재사업 속도를 높이겠다고 22일 밝혔다. 과학기술정보통신부와 한국재료연구원이 추진 중인 실증연구단지는 내년부터 2028년까지 창원 옛 육군대학 터에 조성된다. 극한소재는 초고온·극저온을 비롯해 압력·충격·방사능·부식 등 극한 환경을 견디는 소재다. 두산에너빌리티는 가스터빈, 소형모듈원자로(SMR), 수소, 3D프린팅 등 주요 사업에서 극한소재 활용을 확대할 계획이다. 송용진 두산에너빌리티 전략·혁신부문 부사장은 "앞으로 실증연구단지를 중심으로 산학연 협력 클러스터가 조성되고 이를 통해 극한소재산업도 더욱 활성화될 것"이라고 말했다. 헬로티 이창현 기자 |
한국재료연구원(KIMS)은 재료기술의 최신 동향을 한자리에서 살펴볼 수 있는 'KIMS TECHFAIR 2022'를 오는 21일부터 22일까지 창원컨벤션센터에서 연다고 15일 밝혔다. 과학기술정보통신부가 후원하는 이번 행사는 재료연이 주관하고, 경남도와 창원시가 주최한다. 이번 행사에서는 우주항공, 방위산업, 원자력산업 등 미래시장을 선도할 재료연의 핵심기술들을 확인할 수 있다. 또 금속, 분말, 세라믹, 나노, 복합재료, 공정 및 평가기술 등 재료와 관련한 폭넓은 기술들도 볼 수 있다. 이틀간 행사장에는 극한소재 등을 주제로 한 '소재기술관'과 'KIMS 협력 우수기업기술관' 등이 설치된다. 비즈니스관에서는 소재부품 기업을 대상으로 한 기술상담도 진행된다. 행사 첫날에는 최환석 한국항공우주연구원 부원장, 송용진 두산에너빌리티 부사장, 김범준 성균관대학교 교수가 참여한 가운데 소재기술 혁신 심포지엄이 열릴 예정이다. 마지막 날에는 현대차 기초소재 연구센터 기술교류회, 미래 분말 소재·마그네슘 기술교류회도 열린다. 이정환 재료연 원장은 "재료연의 재료기술에 관한 모든 동향을 한자리에서 볼 수 있는 장을 마련했다"며 "어떤 기술을 개발했고, 기업을 위해 무엇을
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
소재기술로 포스트 코로나 시대 대비한다 한국재료연구원(재료연)이 연구원이 위치한 창원 강소연구개발특구에 기능성 항균/항바이러스 첨가제 기술을 기반으로 한 연구소기업 ‘(주)트윈위즈’를 설립했다. 연구소기업은 정부출연연구기관 등이 공공연구기관 기술의 직접 사업화를 위해 자본금의 10% 이상을 출자해 특구 내에 설립한 기업을 말한다. ㈜트윈위즈는 우리가 일반적으로 사용하는 다양한 제품의 외관이나 물성의 변화 없이 항균/항바이러스 기능을 부여하는 소재 기술을 개발해 이를 제품화하는 데 성공했다. ㈜트윈위즈가 사업화에 성공한 소재는 높은 금속이온을 발생시키는 액상형 항균/항바이러스 첨가제다. 회사 관계자는 필름이나 플라스틱과 같은 다양한 수지나 페인트, 도료 등에 소량을 첨가하는 것만으로 광학적/기계적/열적 물성 변화 없이 기존 제품에 항균/항바이러스 특성을극대화할 수 있다고 설명했다. 이 소재는 첨가제로 사용하기 때문에 기존 제품에 추가적인 후속 공정 없이 적용할 수 있으며, 수지와 혼합된 형태로 구현되어 항균/항바이러스 효과를 반영구적으로 지속할 수 있는 특징이 있다. 또한, 포름알데히드나 암모니아와 같은 유해화학물질 또한 쉽게 제거할 수 있어 실내 공기정화,
‘희소금속 밸류체인 및 시장동향’ 주제로 강연해 한국재료연구원(KIMS)은 지난 19일 이정환 원장이 온라인 줌(Zoom)으로 개최된 중국지역 민관합동 공급망 모니터링 협의체 세미나에서 강연했다고 밝혔다. 이번 강연 주제는 ‘희소금속 밸류체인 및 시장동향’으로, 그는 희소금속 종류와 밸류체인 분석, 이의 활용과 수급 현황, 중국의 정책방향 및 주요 이슈 대응방향 등을 소개했다. 강연은 중국 내 주요 광물 생산(가공) 밀집권역 중 하나인 청두 및 충칭 내 한국 관계기관과 현지 투자기업 관계자를 대상으로 실시됐다. 희소금속은 지각 내 존재량이 적거나 생산 및 추출이 어려운 금속 자원 중에 현재 산업적 수요가 있고 향후 수요 신장이 예상되는 금속 원소를 일컫는다. 전 세계적으로 통일된 기준은 없지만, 국가별 산업 특성에 따라 약 30종 내외를 자체 분류 및 선정하고 있다. 현재 우리나라는 35종 56개의 희소금속을 선정해 이를 관리 중이다. 지금은 미국과 중국의 패권 경쟁이 심화하고 양국 모두 국가안보 전략상 중요 품목에 대한 공급망을 재편하고 있는 시기이다. 특히 일본의 수출규제, 중국의 일(日) 희토류 금수조치 등 희소금속과 핵심 소재를 국제분쟁의 전략적 무기
한국재료연구원(이하 재료연)이 중소벤처기업부가 주관한 ‘2022년도 중소기업 지원 산학연 플랫폼 협력기술개발사업’의 운영기관에 선정됐다. 재료연은 앞으로 2년간 46억 원의 연구비를 확보하고, 이를 기반으로 수요기업 선정과 사전진단, 컨설팅 및 공유·확산의 역할과 기능을 모두 수행하는 원스톱 종합진단 플랫폼 임무를 수행하게 된다. ‘산학연 플랫폼 협력기술개발사업’은 잠재력 있는 혁신역량 중소기업을 발굴하고, 산학연 협력 R&D를 통해 혁신역량 향상과 지속 가능한 경쟁력 확보를 목표로 한다. 이를 통해 핵심 분야별 전문성을 보유한 운영기관을 선정, 중소기업의 전반적인 컨설팅을 수행하는 사업이라고 할 수 있다. 플랫폼 운영기관으로 연구기관 4곳, 대학 5곳 등 플랫폼별 9개 분야가 선정됐으며, 재료연은 ‘핵심 소재의 실증·실용화 지원을 통한 첨단소재 기술 자립화’를 주요 목표로 수요기업 지원에 나선다. 구체적으로는 기업 맞춤형 R&D 과제기획을 통해 협력 R&D 수행 5개 기업, 직접 협력 R&D 트랙의 15개 기업 등 총 20개 기업을 선정해 2년간 지원할 예정이다. 이 과정에서 재료연은 R&D 과제기획 및 수행, 기술전문가
탄소중립 실현을 위한 탄소 산업 기여 방안 모색해 한국재료연구원(KIMS)이 지난 19일 경남 창원 소재 한국재료연구원 본관동 대회의실에서 ‘머티리얼즈 코리아 포럼(Materials Korea Forum, 이하 MK포럼)’을 개최하고 ‘탄소중립’을 주제로 이의 실현을 위한 탄소 산업 기여 방안을 모색하는 시간을 가졌다. 탄소중립의 필요성은 산업화 이후 지구 온도상승 가속화와 2018년 노벨경제학상 수상자인 윌리엄 노드하우스가 섭씨 2도 이하의 온도상승 제한 필요성을 처음으로 제기한 이래, 계속해서 제기되고 있다. 탄소 소재 및 융복합 부품은 탄소중립 실현을 위한 산업과 밀접한 관계가 있으며, 이의 실현을 위해 탄소 산업의 이산화탄소(CO2) 저감 기술개발은 필수적으로 요구되는 부분이라 할 수 있다. 이번 MK포럼은 한국탄소산업진흥원 방윤혁 원장이 참석해 ‘탄소중립 실현을 위한 탄소 산업의 기여 방안’을 주제로 강연했다. 방 원장은 이번 포럼에서 탄소소재부품 글로벌 공급망을 고려한 기업의 비즈니스 모델 수립의 필요성을 강조하며, “에너지가 탄소중립의 핵심인 만큼, 소재가 에너지 전환 및 절약 등에서 핵심적인 역할을 해야 한다”라고 주장했다. 한편, 한국재료연구
한국재료연구원(KIMS)이 창립 15주년을 맞아 목적형 소부장 전략의 필요성을 강조했다. 한국재료연구원은 지난 22일 경남 창원 소재 한국재료연구원 본관동 강당에서 이정환 원장을 비롯한 실장급 이상 간부진 및 노조지부장과 포상 수상자 등이 참석한 가운데, ‘창립 15주년 기념식’을 가졌다. 이날 기념식은 코로나19로 인한 안전을 위해 유튜브 생중계로 진행됐다. 한국재료연구원은 이날 행사에서 우수한 연구 활동과 업무 능력을 선보인 개인과 조직에게 국가과학기술연구회 이사장 표창과 한국재료연구원 원장 표창 등을 수여했다. 한국재료연구원 이정환 원장은 기념사를 통해 “일본이 일찍이 소부장 강국이 될 수 있었던 데에는, 스바루 망원경, 남극탐험대, 우주 개발과 같은 남들이 미처 관심을 두지 않았던 ‘극한’의 키워드를 사전에 인지하고 이에 대한 꾸준한 노력과 지원을 아끼지 않았기 때문”이라며, “진해에 조성 중인 ‘첨단소재 실증연구단지’를 기반으로 소재의 시험평가부터 품질인증까지 원스톱으로 가능한 기반을 구축하고, 이의 실증연구를 지원함으로써, 목적지향형 소부장 전략을 통한 소재 기술의 진정한 자립화를 이루는데 한국재료연구원이 앞장설 수 있도록 노력하겠다”라고 말했다.
한국재료연구원(이하 KIMS)이 코로나19 바이러스 에어로졸을 실시간 비활성화할 수 있는 플라즈마 공조 기술을 개발했다. KIMS 나노바이오융합연구실 이승훈 박사 연구팀이 개발한 플라즈마 필터는 유전체 필터 방전(Dielectric Filter Discharge) 기술을 이용해 코로나19 바이러스 에어로졸을 산소활성종, 전기장으로 비활성화하는 부품이다. 연구팀은 플라즈마 필터를 통과한 직후, 코로나19 바이러스가 약 99.8% 이상 비활성화되는 것을 확인했다. 또한 플라즈마 필터는 촉매 소재를 활용해 오존(O3)을 배출하지 않고 공기청정기 및 건물의 공조장치 등에 적용이 가능하다. 뿐만 아니라, 연구팀은 플라즈마 필터의 후단에 오존 제거용 촉매를 설치해 배출되는 오존의 농도를 규제치 이하로 유지함으로써, 플라즈마 기술의 약점인 오존 배출 문제를 해결하고 오존 배출과 관련한 각종 규제치를 만족시켰다. 지금까지의 코로나19 바이러스 비활성화 실험은 에어로졸 상태가 아닌 배양접시에 담긴 액상 상태로 진행됐다. 고위험성 바이러스의 에어로졸을 활용한 실험의 위험성으로 인해, 에어로졸 내 코로나19 바이러스의 비활성화를 직접 검증한 경우는 극히 드물다. 이 때문에 실제
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