◇ “반도체 초격차 유지”… 하반기에 3000억원 규모 반도체펀드 출범

반도체 분야 소재·부품·장비(소부장)와 설계 전문기업(팹리스) 등에 투자하는 3000억원 규모의 반도체 전용 펀드가 올해 하반기 중 출범한다. 또 정부는 지능형반도체(PIM)·전력반도체 등 반도체 미래기술 연구개발(R&D) 투자를 강화하고, 미국과 반도체 기술센터 협력도 구체화해 나간다는 방침이다.

산업통상자원부는 8일 청와대 영빈관에서 윤석열 대통령 주재로 열린 ‘제17차 비상경제민생회의 겸 반도체 국가전략회의’에서 이런 내용이 담긴 반도체 정책 방향을 제시했다고 밝혔다.

앞서 정부는 작년 7월 ‘반도체 초강대국 달성 전략’, 올해 3월 ‘국가첨단산업 육성 전략’ 등을 통해 세제 혜택 확대를 통한 투자 활성화, 300조원 규모 첨단 시스템 반도체 클러스터 조성, 반도체 전문 인력 확보 등 종합 방안을 내놓은 바 있다. 이번 발표는 기존 정책의 연장선에서 이뤄졌다.

◇ 반도체 이어 2차전지 등 전략기술에 특허심사패키지 지원

특허청이 반도체에 이어 2차전지와 바이오 등 전략기술 분야에 대해 전문심사관 확대 및 우선심사 도입 등 특허심사 패키지 지원체계를 확산한다. 또 세계 최고의 인공지능(AI) 기반의 심사·심판 시스템을 구축하고, 직무발명에 대한 권리 승계제도와 소송 구조를 개선해 기업과 연구자의 혁신노력이 공정하게 보상받는 문화를 조성한다.

특허청은 새 정부 출범 1주년을 맞아 8일 대전 유성의 ICC호텔에서 지난 1년간 지식재산 정책 추진성과와 향후계획을 발표했다. 이날 특허청이 밝힌 5대 핵심 추진과제를 보면 우선 2차전지와 바이오 등 전략기술 분야로 전문심사관 확대와 우선심사 도입 등 특허심사 패키지 지원체계의 확산을 추진한다. AI 기반 특허행정 혁신 로드맵을 기초로 심사와 심판의 모든 과정에 AI 활용을 본격화해 국민이 체감할 수 있는 세계 최고의 AI 기반 심사·심판 시스템을 구축하기로 했다. 

◇ 조달청, 전기차 등 4개 공공조달 최소녹색 기준제품 추가

조달청은 전기자동차 등 4개 제품을 공공 조달 최소 녹색 기준제품으로 추가 지정한다고 7일 밝혔다.

이 제도는 공공 조달시장에서 물품을 구매할 때 대기전력·에너지 소비 효율·재활용·유해 물질 배출 정도 등을 구매 물품 규격에 반영하는 것으로, 2010년부터 해당 기준을 충족할 때만 조달시장 진입을 허용한다. 

이번에 전기자동차·문서 세단기·전기밥솥·발포 플라스틱계 단열재 등이 추가 지정되면서 대상 제품이 109개에서 113개로 늘어난다.

◇ 첨단 자율주행·UAM 구현…'모빌리티 특화도시' 만든다

국토교통부가 자율주행, 도심항공교통(UAM) 등 첨단 모빌리티 서비스로 시민의 이동성을 혁신적으로 향상하는 이른바 ‘모빌리티 특화도시’ 공모에 나선다.

국토부는 모빌리티 특화도시 공모를 오는 8월 4일까지 8주간 연다고 7일 밝혔다. 지방자치단체 신청을 받아 서면 평가와 발표평가를 거쳐 8월 말 대상지를 선정한다. 이번 공모는 도시 조성단계에 따라 신규 도시의 도시계획 수립을 지원하는 유형과 기존 도시의 모빌리티 혁신 사업을 지원하는 유형으로 나눠 진행한다.

정부가 지난해 9월 발표한 모빌리티 혁신 로드맵에 따르면 2025년에는 운전자가 입고 구역에 차량을 두면 로봇이 대리 주차해주는 자율주행 주차 로봇 서비스를 확산한다. 또 2028년에는 자율주행, UAM, 디지털 물류, 수요응답형 서비스 같은 모빌리티가 전면 적용될 수 있는 모빌리티 특화도시(신도시형) 입주가 본격화할 전망이다.

◇ UNIST 연구팀, 원자 수준 틈 제어해 고성능 촉매 개발

온실가스인 이산화탄소(CO2)와 미세먼지 원료인 질산염(NO3-)을 낮추고 농업과 각종 산업에 필수적인 요소(Urea)를 생산할 수 있는 촉매가 개발됐다.

UNIST 에너지화학공학과 권영국 교수팀이 구리 내에 원자 수준의 틈을 제어하는 기술을 적용해 이산화탄소와 질산염을 고부가가치의 요소(Urea)로 전환하는 새로운 촉매 소재를 개발했다.

권 교수팀은 먼저 에너지화학공학과 송현곤 교수팀과 리튬화 공정으로 촉매 내부의 원자 수준 틈을 구현했다. 

이후 에너지화학공학과 이현욱 교수팀이 원자 수준의 틈이 생성되는 것을 실시간 투과 전자 현미경(TEM, Transmission Electron Microscopy)분석으로 관측하고 규명했다.

◇ 연세대 주철민 연구팀, 삼차원 복굴절 토모그래피 영상 기술 개발

연세대학교는 본교 주철민 교수 연구팀이 광학적 이방성 물질의 삼차원 복굴절 토모그래피 영상을 복원할 수 있는 산술현미경 기술(computational microscopy)을 개발했다고 9일 밝혔다.  

복굴절은 빛의 편광 방향에 따라 물질의 굴절률이 달라지는 현상으로, 분자 배열이나 물질의 구조적 정렬 방향 등에 의해 나타난다.  

연구진은 삼차원 다중산란 복굴절 시료 내에서의 빛의 전파를 해석하기 위한 방법으로 편광 다중산란 모델을 개발했으며, 이를 비간섭계 산술현미경 기술과 접목하여 다중산란 복굴절 물질의 삼차원 영상 복원을 가능케 했다.

특히 이 기술은 기존 현미경에 LED 조명을 사용하는 비간섭계 영상 시스템으로 매우 간단하게 구현할 수 있다. 레이저를 사용하는 타 기술에 비해 안정적인 영상 취득이 가능하다는 장점이 있다.

◇ 재료연 연구팀, 이차전지 수명연장 기술 개발

과학기술정보통신부 산하 정부출연연구기관인 한국재료연구원 그린수소재료연구실의 이지훈 박사 연구팀이 서울대 최인석 교수, 강릉원주대 신중호 교수 연구팀과 함께 3차원 다공성 탄소계 집전체 소재를 개발하고, 이를 이차전지와 슈퍼커패시터에 적용해 에너지 밀도와 수명 특성을 동시에 향상시키는 기술을 개발했다.

연구팀은 다양한 환경에서도 안정적인 탄소를 대상으로 부유 촉매 화학 기상 증착법을 적용해 3차원 다공성 구조의 탄소계 집전체를 제작했다. 이후 양산공정을 고려해 이차전지 산업에서 활용 중인 활물질 코팅 방식을 적용해 전극을 만드는 데 성공했다. 이는 그동안 전해질과 작동 전압 등 환경변화에 따라 집전체 소재를 변경 및 적용해야 했던 기존의 제약 요소를 획기적으로 극복한 것이다.  

또한 다공성 구조는 리튬 이온의 이동을 원활하게 만들어 보다 빠른 충방전과 에너지 밀도 향상, 그리고 넓은 기공을 통한 용량 증가 또한 이끌었다.

◇ UNIST연구팀, 그린수소 생산 위한 비귀금속 촉매 개발

울산과학기술원(UNIST)은 신소재공학과 박혜성 교수와 동국대 융합에너지신소재공학과 한영규 교수, 성균관대 신소재공학부 백정민 교수 공동연구팀은 고농도의 바나듐 원자가 도핑된 몰리브덴 이황화물 박막 합성법을 개발했다고 5일 밝혔다.

연구팀은 전기 전도도를 변화시키기 위해 첨가되는 도펀트 원자의 배열 제어를 통해 전이금속 칼코겐 화합물 기반 수전해 촉매의 성능을 획기적으로 향상시켰다.

그동안 전이금속 칼코겐 화합물은 귀금속을 대체할 수 있는 수전해 촉매로 많은 연구가 진행되고 있지만, 귀금속 촉매 대비 촉매 성능이 낮다는 한계가 있었다.

연구팀은 전이금속 전구체의 반응성 향상을 위해 알칼리 금속 할로겐화물을 반응 촉진제로 도입했다. 이를 통해 전이금속 칼고겐의 한 종류로 전기 화학 촉매를 포함한 다양한 분야에 응용되고 있는 몰리브덴 이황화물의 박막 내에 바나듐 원자를 고농도로 치환하는 데 성공했다.

◇ KAIST, 암모니아 친환경 생산법 개발

카이스트(KAIST)는 생명화학공학과 최민기, 화학과 김형준 교수 공동연구팀이 알칼리·알칼리 토금속 조촉매의 작동 기작 규명을 통해 저온·저압 조건에서도 높은 암모니아 합성 활성을 갖는 고성능 촉매를 개발했다고 7일 밝혔다.

암모니아의 저온·저압 합성에서는 주로 활성이 우수한 루테늄 촉매가 사용됐지만, 일반적인 루테늄 촉매의 경우 수소 피독 현상으로 질소 활성화가 억제되면서 활성 저하가 발생하는 문제가 있다.

연구팀은 산화마그네슘 촉매 지지체 위에 산화바륨 조촉매와 루테늄 촉매의 계면구조가 체계적으로 조절된 촉매들을 합성해 조촉매의 역할을 완벽히 규명하는 데 성공했다. 연구팀은 기존 연구에서 사용하지 않은 다양한 계면 분석법과 계산과학을 병행해 촉매를 분석한 결과, 산화바륨의 촉매 활성 증진 효과는 루테늄 촉매 위에 수소가 흡착됨과 동시에 발생하는 것을 확인했다.

◇ “비싼 리튬이차전지 비켜라” 진격의 ‘마그네슘 이차전지’ 뜬다

한국과학기술연구원(KIST) 에너지저장연구센터 이민아 박사 연구팀은 부식성 첨가제가 없고 대량생산이 가능한 일반 전해질에서 마그네슘 전지의 고효율 구동을 가능하게 하는 마그네슘 금속 화학적 활성화 기술을 개발했다고 밝혔다.

마그네슘을 활용한 이차전지는 리튬과 같은 알칼리 금속 이온과 달리 2가 이온인 Mg2+을 활용하기 때문에 높은 에너지 밀도를 기대할 수 있고, 특히 리튬 금속에 비해 약 1.9배 높은 용량을 가지는 마그네슘 금속을 직접 음극으로 활용할 경우 가장 높은 에너지밀도를 얻을 수 있다.

이러한 장점에도 불구하고 전해질과의 반응성으로 인해 마그네슘 금속의 효율적인 충·방전이 어렵다는 결정적인 단점이 상용화를 가로막고 있었는데, KIST 연구팀이 마그네슘 금속의 고효율 충·방전 반응 유도 기술을 개발해 마그네슘 이차전지의 상용화에 대한 기대감이 높아지고 있다.