◇ 세종∼오송 자율주행버스 노선, 반석역까지 연장 운행
세종시는 6일부터 간선급행버스(BRT) 전용 충청권 자율주행버스 운행을 청주 오송역∼세종고속시외버스터미널(총연장 22.4㎞) 구간에서 대전 반석역(32.2km)까지 확대 운영한다고 밝혔다.
충청권 자율주행버스는 2021년 국가균형발전위원회의 초광역협력사업으로 선정된 '충청권 자율주행 모빌리티 상용화 지구 조성사업'의 하나로 추진되는 전국 최초 광역 대중교통 수단이다.
그동안 시는 국토교통부, 충북도 등과 협력해 지난해 12월 27일부터 이 버스를 운행해왔다.
해당 노선에 투입되는 자율주행버스는 비상시 운전자가 개입할 수 있는 레벨3 수준의 자율주행기술 적용 차량으로, 안전 운행을 위해 운전원과 안전요원이 동승해 비상시 대응한다.
◇ 전기차 폐배터리, 오염 물질없이 '재활용'한다
한국원자력연구원은 김형섭 중성자과학부 선임연구원이 이끈 연구팀이 전기차 폐배터리의 양극 소재 재활용 기술을 개발해 국제 학술지 '재료화학저널A'에 지난달 21일 온라인 게재했다고 11일 밝혔다.
기존 재활용 공정에서는 양극 소재를 폐배터리에서 분리해 '블랙파우더'라는 분말 형태로 만들었다. 이를 화학 용액으로 녹이거나(습식 처리) 900도(°C)의 고온에서 소각(건식 처리)해 남은 금속 원소를 회수하는 방법이었다. 그러나 습식 공정은 독성이 높은 폐수를, 건식 공정은 대기오염을 발생시킨다는 단점이 있었다.
연구팀은 블랙파우더에 염소가스를 주입해 염화리튬(LiCl)과 잔여 블랙파우더로 분리했다. 염화리튬은 공기에 노출되면 수분을 흡수하며 녹기 때문에 리튬 수거가 용이하다. 이 방법으로 리튬을 97%까지 회수했다. 리튬을 제거한 블랙파우더에는 추가로 리튬과 니켈을 투입해 고온에서 합성하는 방법으로 양극 소재 안의 니켈 함량은 늘리고 리튬은 소재 내에 균일하게 분포되도록 만들었다. 이를 통해 기존 양극 소재보다 30% 수명이 연장된 소재를 제작했다.
◇ 인하대·포스텍 연구팀, 고효율·장수명 전기차 메커니즘 발표
인하대는 김민규 화학과 교수 연구팀이 최근 포항공과대(포스텍) 강병우 교수 연구팀과 함께 전기차의 고효율·장수명을 위한 메커니즘을 발표했다고 13일 밝혔다.
연구팀은 실리콘 산화물계(SiO) 음극재를 구성하고 있는 요소 중 하나인 비정질 이산화규소(SiO2) 매트릭스의 미세구조를 제어할 때 전기차의 고효율과 장수명 특성을 동시에 달성할 수 있음을 확인했다.
연구팀은 비정질 이산화규소의 단범위 질서화(Short-range Ordering)를 증가시켜 미세구조를 바꾸면 리튬을 소모하는 비가역 반응이 일어나지만, 생성물이 기존과 다르게 형성된다는 사실을 알아냈다.
기존에 만들어진 산화물은 리튬을 많이 소모하는 리튬오르토규산염(Li4SiO4)을 주로 만들지만 단범위 질서화를 증가시키면 리튬(Li)과 규소(Si)의 비율이 낮아 상대적으로 리튬 소모가 적은 Li2Si2O5 형태의 생성물을 만들어 낼 수 있다는 것이다.
◇ 북극해서 ‘메탄가스 방출구’ 찾아냈다
극지연구소는 10일 북극 동시베리아해 해저면에서 폭 10m 내외의 메탄가스 원형 방출구를 10개 이상 찾았다고 밝혔다. 발견된 메탄가스 방출구 중 가장 큰 방출구는 폭이 최대 15미터에 달했다.
메탄가스는 이산화탄소에 비해 지구온난화에 미치는 영향은 21배, 온실효과는 80배인 것으로 알려졌다. 유엔 산하 ‘기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)’의 6차 보고서에서 온실 효과를 유발하는 주요 원인 중 하나로 지목됐다.
앞서 북극해에서 고농도 메탄이 방출되는 현상이 관측됐다. 극지연구소 홍종국 박사 연구팀은 해저면에 반사되는 음파를 기록하는 수중영상촬영 장비로 북극 동시베리아해에서 수심 약 50m의 대륙붕 해저면을 탐사했다.
원형의 방출구는 북극해 대륙붕에 있는 영구동토층이 녹으면서 메탄가스가 해저에서 빠져나가는 과정에서 생성된 것으로 추정된다.
◇ 전자 대신 엑시톤 활용한 반도체 나올까
기초과학연구원(IBS)은 나노구조물리 연구단 이영희 연구단장(성균관대 HCR 석좌교수) 연구팀이 서로 다른 반도체 소재를 적층한 소자에서 '다크 엑시톤(어두운 엑시톤)'을 최초로 감지했다고 12일 밝혔다.
IBS 나노구조물리 연구단과 윤석준 미국 오크리지국립연구소 팰로우, 독일 필립스-마르버그 대학 에르민 말릭 교수 공동 연구팀은 한 장의 전이금속이황화화합물(TMD, Transition Metal Dichalcogenides) 위에 다른 종류의 TMD를 쌓은 TMD 이종접합소자로 레이저 빛을 조사하며 엑시톤의 거동을 확인했다. 그 결과, TMD 소재를 쌓는 순서에 따라 다크 엑시톤이 발현되기도 하고 사라지기도 하는 현상을 발견했다. 특히 상부 TMD 물질은 쌓는 순서와 관계없이 항상 다크 엑시톤이 발현됨을 확인했다.
나아가, 가해준 빛의 세기가 감소할 때 다크 엑시톤이 밝아짐을 밝혀내어 빛의 세기에 따른 다크 엑시톤 세기를 조절할 수 있게 됐다. 이를 통해 에너지 혹은 색깔을 구분하는 에너지 필터와 빛의 세기를 조절하는 파워 필터에 다크 엑시톤을 활용, 광대역 태양전지 효율을 개선할 가능성도 열었다.
◇ 건국대, 재활용 가능한 바이오 복합소재 개발
건국대 연구진이 자원 순환 재활용이 가능한 고강도 바이오 기반 복합소재 개발에 성공했다.
건국대는 고문주 화학공학과 교수팀이 이러한 연구성과를 얻었다고 13일 밝혔다. 이번 연구에는 홍지예 석사과정생과 홍영기 박사과정생이 제1저자로 참여했으며 연구결과는 저명 국제학술지(ACS SustainableChemistry & Engineering)에 게재됐다.
통상 탄소섬유 강화 플라스틱 등 복합소재는 항공우주·자동차 분야 등에 적용된다. 기계적·열적 성능이 우수하기 때문이다. 하지만 복합소재 매트릭스로 사용되는 열경화성 수지는 재활용이 불가해 이로 인한 환경 오염, 자원 장비가 단점으로 지적됐다.
고 교수팀은 이런 문제를 해결하기 위해 재가공·재활용이 가능한 고강도 바이오 기반 복합소재를 개발했다. 기존 복합소재와 비슷한 성능을 보이면서도 상온·상압에서도 쉽게 분해, 재활용이 가능한 소재다. 재활용·재가공 후에도 우수한 성능을 유지하며 탄소 섬유 강화 플라스틱에도 적용 가능하다.
◇ 뇌졸중·치매·파킨슨 병 빨리 발견하는 AI 시스템 개발
국내 연구팀이 최근 신경질환 양방향 모니터링 시스템을 개발해 국내 특허 등록을 마쳤다.
신경질환 양방향 모니터링 시스템은 AI 알고리즘을 기반으로 ▲이용자의 체온 ▲신경학적 검사에 기반한 동작 ▲발화 특성 등을 분석해, 신경질환 유무를 평가하는 기술이다.
고려대 안산병원 내분비내과 김난희 교수 연구팀(내분비내과 김난희, 신경과 정진만, 의생명연구센터 김재영 교수)과 한양대학교 연구팀(인공지능학과 강경태, 전자공학과 이민식 교수)이 뇌졸중, 치매, 파킨슨병 등 완치가 어려운 노인성 신경질환을 조기에 진단하고 예방하는 데 활용하기 위해 개발했다.
모니터링 시스템은 ▲열화상·음성 정보를 수집하는 데이터 획득부 ▲열화상 정보를 분석하는 체온 분석부 ▲영상에 기반하여 동작을 분석하는 동작 분석부 ▲환자의 음성 정보를 분석하는 발화 분석부 ▲신경질환을 평가하는 신경질환 평가부 ▲건강관리를 위한 가이드 제공부로 구성된다.
◇ AI로 건물 차양 자동 조절한다
한국연구재단은 아주대학교 이황 교수 연구팀이 인공지능 기술을 통해 재실자의 쾌적성을 실시간으로 예측하여 자동으로 형태를 변경하는 3차원 건축 외피(차양)를 개발했다고 밝혔다.
연구팀은 기후변화·탄소중립 시대의 친환경 건축을 디자인적 방식으로 해결하기 위해 로보틱스 및 인공지능 기술을 활용한 ‘키네틱(kinetic) 건축’기법을 도입했다.
키네틱(kinetic) 건축은 상황에 따라 요구되는 여러 조건들을 만족시키기 위해 구조, 행태, 재원이 스스로 조정하여 바꿔나가는 것을 기반으로 한 건축 기법이다.
삼각형 입체 모듈의 일체화를 통해 제작 및 시공의 복잡성을 획기적으로 낮췄으며, 인공지능을 통해 실시간으로 실내 조도와 시각 쾌적성을 예측해 최적 각도를 찾아 건물 차양 외피가 변형하는 방식으로 운영 소프트웨어의 복잡성을 크게 간소화할 수 있었다.