◇한국전기연구원, 경남 김해에 전력반도체 대형 인프라 구축

한국전기연구원(KERI), 경상남도, 부산광역시 등 동남권 전력반도체 산업 육성 및 발전을 위해 힘을 모은 연합팀이 산업통상자원부가 공모한 ‘2023년 산업혁신기반구축 사업’ 대상자로 선정됐다.  

해당 사업은 화합물반도체 기반 차세대 고효율 전력반도체 산업의 ‘전주기 실증 지원 인프라’ 구축을 통해 국내 기업들의 기술 개발 및 사업화 등 각종 업무를 직·간접적으로 지원하는 활동이다. 사업 기간은 올해 7월부터 2027년 12월까지(4년 6개월)며 총사업비는 약 282억원(국비 100억, 지방비·현물 182억)이다. 

이번 사업 선정으로 경남 김해시 한림면 일대에 부지면적 3300m² 및 건축연면적 2640m²의 ‘차세대 전력반도체 토탈솔루선센터’가 2025년 완공을 목표로 구축된다. 관련 장비는 87억7000만원 규모로 8개 분야 24종이 들어서며, 전력반도체 전주기(소재/웨이퍼 -> 설계/칩 -> 모듈/패키지 -> 신뢰성 인증 -> 실증) 통합 기술 지원을 수행한다.  

◇ 산업부, 반도체·수소 등 12개 산업에 13조 지원…다음달 11일까지 신청 접수

산업통상자원부는 디스플레이, 수소, 반도체, 배터리 등 12개 산업분야를 대상으로 정책금융 자금지원 우대 후보기업을 모집한다고 18일 밝혔다.

이번에 모집 대상은 디스플레이, 수소, 미래차, 항공우주, 철강, 탄소, 기계, 배터리, 조선, 반도체, 광학, 전기 등 12개 분야다.

산업부는 12개 산업분야에 약 13조원을 지원할 예정이다. 지원은 2023년도 정책금융 자금공급 방향의 후속조치다. 후보기업 요건에 부합하는 기업은 산업·기업은행, 신용보증기금에서 여신심사를 거쳐 자금지원 추가 우대를 받을 수 있다.

◇ 전기차 등록 대수 비중 1.8%…2021년 대비 두배

지난 5월 말 기준 우리나라의 전기차 누적 등록 대수는 45만대로, 전체 등록된 자동차 대수의 1.8%를 차지했다. 2021년 말 0.9%(약 23만대)에서 1년여 만에 2배로 증가한 것이다. 

전력거래소는 이런 내용을 담은 '전기차 및 충전기 보급·이용 현황 분석' 책자를 발간했다고 17일 밝혔다. 전력거래소에 따르면 지역별 전기차 등록 대수는 경기 9만1000대, 서울 6만4000대 등 순으로 나타났다.

등록된 자동차 중 전기차의 비중은 제주도가 5.1%로 가장 높았다. 이어 대구·대전(2.2%), 서울(2.0%) 등 순으로, 전국 평균(1.8%)보다 높았다.

◇ 어떤 거리 물체도 또렷하게…여의도성모, 스마트안경 개발

국내 의대와 공대 공동연구팀이 거리측정 레이저 기술인 라이다(LiDAR) 센서와 액체렌즈를 활용해 스마트 안경을 개발했다. 아직 부피가 큰 데다 컴퓨터 등을 연결해야 해 활용에 한계가 있지만 기술을 추가 개발해 소형화하면 노안을 보정하는 데에 도움이 될 것이란 평가다.

황호식 가톨릭대학교 여의도성모병원 안과 교수팀은 이창수 수원대 전자공학과 교수와 함께 물체와의 거리를 실시간으로 측정해 렌즈 도수를 조정하는 안경을 개발했다고 17일 밝혔다. 

안경테 가운데에 붙인 라이다 센서가 물체와의 거리를 측정하면 전기 신호에 따라 액체렌즈 곡률이 변해 안경 도수가 바뀌는 방식이다. 연구팀이 시험용 제품을 활용해 6m 떨어진 물체를 보다가 20㎝ 떨어진 물체를 봤더니 1초도 걸리지 않는 시간에 렌즈 초점이 바뀌어 가까운 물체를 깨끗하게 볼 수 있었다.

◇ KAIST, 초고해상도 발광 나노소재 패턴 제작기술 개발

KAIST는 신소재공학과 조힘찬 교수 연구팀이 발광성 나노소재의 높은 발광효율을 유지하면서 초고해상도 패턴을 제작하는 패터닝(patterning)기술을 개발했다고 17일 밝혔다.

조 교수팀은 양자점과 페로브스카이트 나노결정이 갖는 강한 광촉매 특성을 활용, 이들 나노결정에 빛이 조사됐을 때 나노결정 리간드 사이에서 가교(crosslinking) 화학반응이 쉽게 이뤄지도록 소재를 설계했다.

이를 통해 발광성 나노소재의 고유한 광학적 특성을 완전히 보존할 수 있는 초고해상도 패터닝 기술을 개발했다. 

또 연구팀은 해당 공정으로 560나노미터(㎚) 수준의 패턴 너비를 갖는 초고해상도(1만2000ppi급) 페로브스카이트 나노결정 패턴을 균일하게 제작했다.

◇ 네이처 "LK-99 초전도체 아니다…독일 연구팀이 답 찾았다"

독일 슈투트가르트 막스플랑크 고체연구소 연구팀이 한국 연구진이 상온·상압 초전도체라고 발표한 'LK-99'가 초전도 유사 현상을 보이는 이유를 규명, LK-99가 초전도체가 아니라는 사실을 밝혀냈다고 과학저널 '네이처'(Nature)가 16일(현지시간) 보도했다.

네이처는 파스칼 푸팔 박사가 이끄는 막스플랑크 고체연구소 연구팀이 LK-99의 순수한 단결정 합성에 성공했으며 LK-99 단결정은 초전도체가 아니라 오히려 절연체임을 밝혀냈다고 전했다.

연구팀은 지난 14일 공개한 이 연구에서 한국 연구팀이 제시한 초전도 유사 현상은 LK-99 제조 과정에서 생긴 불순물인 황화구리(C₂S)로 인한 것이라며 "우리는 초전도 존재를 배제한다"고 결론 내렸다.

◇ 한기대 연구팀, ‘필름형 소프트로봇’ 개발

한국기술교육대학교(총장 유길상)는 메카트로닉스공학부 박진형 교수 연구팀의 논문이 한국정밀공학회가 발간하는 기계소재 분야 국제저명학술지인 ‘International Journal of Precision Engineering andManufacturing-Green Technology(IJPEM-GT)’ 7월호 ‘편집장 우수논문’으로 선정됐다고 16일 밝혔다.

연구논문 제목은 ‘저주파 기계적 자극을 통해 구동되는 마찰 전기 기반 필름형 소프트 로봇(Triboelectric-Based Film-Type Soft Robot Driven via Low-Frequency Mechanical Stimuli)’이다.

이번 논문의 의미는 정전기 기반의 자가 동작 소프트 로봇 움직임을 증대시켰다는 점이다.

박 교수는 “연구진은 폴리비닐리덴 플로라이드(PVDF) 필름을 기반으로 한 압전소자 액추에이터와 공진 구조 설계를 통한 자가 동작 곤충 모사 소프트 로봇 구동 기술을 개발했다”고 설명했다.

◇ DGIST, 전해도금 공정 기반 고품질·박막 리튬 음극 제조 개발

DGIST는 에너지공학과 이홍경 교수 연구팀이 기존 상업용 리튬 음극을 대체할 수 있는 새로운 제조법을 제시해 리튬 금속 전지의 한계를 극복할 수 있는 새로운 리튬을 개발했다고 16일 밝혔다.

이상적인 전지의 음극 소재로 알려진 리튬 금속은 현재 상용화된 흑연 소재보다 이론용량이 10배 높기 때문에 기존 리튬이차전지의 에너지밀도의 한계를 뛰어넘는 배터리를 구현할 수 있다.

그럼에도 불구하고 리튬 금속은 통상적으로 리튬 포일을 사용하고 있어 생산 및 보관 과정에서 산화층을 형성한다. 이 때문에 리튬 표면의 품질이 급격히 저하돼 충·방전 과정 중 리튬 덴드라이트(dendrite)1) 가 쉽게 형성되기 때문에 상용화에 난항을 겪고 있다.

이에 이홍경 교수 연구팀은 리튬 포일을 대체하기 위한 새로운 제조 방법을 개발했다. 유사 고농도 전해질을 활용한 전해도금법을 통해 훨씬 매끈하면서도 균일한 리튬 금속 음극을 제조하는 방법이다.

◇ 에너지기술연, 필요에 따라 수소·전기 생산하는 전지 개발

한국에너지기술연구원은 연료전지연구실 이승복 박사 연구팀이 필요에 따라 수소로부터 전기를, 전력으로부터 수소를 생산하는 가역 고체산화물 전지의 성능과 내구성을 획기적으로 높이는 새로운 개념의 전극촉매를 개발했다고 17일 밝혔다.

가역 고체산화물 전지는 에너지의 생산과 저장을 동시에 하는 탁월한 기술이나, 수전해 운전 중 공기극에서 발생하는 산소기체가 원활하게 배출되지 못하는 현상은 결국 전지의 전체 성능을 감소시켜 산소 배출을 원활하게 하는 것이 성능과 안정성에 중요한 요소이다.

특히 이러한 문제는 외부로 산소가 배출될 수 있는 통로가 닫힌 기공(closed pore)에서 발생할 경우 높아진 압력으로 인해 전극과 전해질이 박리되거나 전극이 파괴되어 고체산화물 전지의 성능과 안정성을 저해하는 심각한 요인이 된다.

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 산소가 원활히 배출될 수 있는 열린 기공에서만 산소가 발생하고, 닫힌 기공에서는 산소가 발생하는 것을 차단할 수 있는 신개념 나노 구조 세라믹 전극촉매를 개발해 가역 고체산화물 전지의 성능과 안정성을 향상시켰다.

◇ 안전하고 손쉬운 불화탄소 합성법 나왔다

UNIST는 백종범 에너지화학공학과 교수 연구팀이 테프론과 흑연을 반응시켜 불화탄소를 안전하고 손쉽게 합성할 수 있는 방법을 개발했다고 17일 밝혔다.

불화탄소는 강한 결합 에너지로 흑연 전극보다 우수한 전기화학적 안정성을 갖고 있다. 하지만 불화탄소를 제작하는 데 필요한 불소가스와 불산 같은 화합물은 높은 반응성과 부식성 때문에 매우 위험한 화합물로 꼽힌다.

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 모든 원소가 불소로 이뤄진 테프론을 활용했다. 프라이팬의 코팅 재료로도 사용되는 테프론은 대기 중에서 안정적이고, 먹어도 인체에 무해한 고분자화합물이다. 연구팀은 실험을 통해 테프론이 버틸 수 있는 힘보다 더 강한 에너지를 받으면 분자 사슬이 끊어지면서 ‘라디칼 형성 반응’이 일어나는 것을 확인했다.