◇ 부경대 연구팀 "폐배터리 양극재, 이차전지 성능 높이는 촉매"

부경대학교는 고민성 교수(금속공학전공) 연구팀이 폐리튬이온전지 양극재를 이용, 화재 위험성이 없어 차세대 대용량 에너지 저장장치로 주목받고 있는 바나듐 레독스 흐름전지의 고속 충·방전 특성을 향상하는 데 성공했다고 13일 밝혔다.

바나듐 레독스 흐름전지의 전극은 반응이 일어나는 곳으로, 전지 성능에 중요한 역할을 한다. 전극에는 탄소물질이 주로 사용되지만, 가역성(어떤 상태로 변했다가 본 상태로 되돌아가는 성질)이 낮아 충·방전 시 전지 성능이 저하되는 문제점이 있다.

이 같은 문제를 해결하고 전지의 성능을 높이기 위해 전극의 반응속도를 높이는 촉매를 적용하는데, 고 교수팀은 폐리튬이온전지의 양극재를 그 촉매로 쓴 것이다.

◇ 리콘랩스, 한양대 연구팀과 AR 관련 논문 발표

AR 커머스에서 ‘재질감'과 ‘접근성’이 온라인 쇼핑 경험 증진을 위한 중요한 디자인 요소라는 사실을 연구논문으로 증명했다.

최근 리콘랩스 연구팀이 한양대학교 실내건축디자인학과 연구팀과 협업하여 Archives of Design Research에 논문을 게재했다. 이번 논문 타이틀은 '플리카(PlicAR) 증강현실 기반 3D 모형 구축 기술을 통한 온라인 쇼핑 경험 증진'으로 리콘랩스 우종범 최고제품책임자(CPO), 한양대 실내건축디자인학과 김환·현경훈 교수팀 등이 참여했다.

이번 논문은 증강현실(AR)을 활용한 온라인 판매 서비스인 AR 커머스 환경에서 고려해야 할 사용자 경험(UX) 요소를 찾고 이를 개선하기 위한 방법을 제안한다는 취지다.

◇ 포스텍 연구팀, 바이오 플라스틱 대량 생산 길 열어

포스텍은 화학공학과 정규열 교수·박사과정 예대열 씨·노명현 박사·박사과정 문조현 씨 연구팀이 스페인 농업유전체학연구소(CRAG, Centre for Research in AgriculturalGenomics)와의 공동연구를 통해 대장균과 제철소 부생가스 발효산물인 아세트산을 결합해 바이오 플라스틱 소재인 이타콘산을 대량 생산하는 데 성공했다고 11일 밝혔다.

연구팀은 합성생물학 기술로 인공효소를 개발해 막성 세포소기관이 없는 대장균에서 대장균 성장에 필요한 추가적인 원료 공급 없이 이타콘산을 생산할 수 있는 길을 열었다. 

연구 결과, 해당 대장균 내에서 만들어지는 신규 효소가 아세트산에서부터 이타콘산을 합성하는 효율성을 더욱 높이는 것으로 조사됐다.

◇ 경북대 연구팀, 차세대 초고속 전송선로 구조 개발

경북대는 전자공학부 김강욱 교수팀이 디지털 신호를 기존 선로에 비해 4배 이상 빠르게 전송할 수 있는 차세대 초고속 전송선로 구조를 개발했다고 12일 밝혔다.

김 교수팀은 평형선로(balanced line)를 사용해 복잡한 디지털 회로 환경에서도 초광대역의 주파수 대역폭을 유지해 초고속 디지털 신호 전송이 가능한 차세대 디지털 전송선로를 개발했다. 이 전송선로는 40㎓ 이상의 주파수대역을 가질 뿐만 아니라 기존 전송선로의 최대 단점인 차동신호의 위상 뒤틀림 현상을 스스로 회복할 수 있어 위상 불균형을 최소화한다.

또 기존 차동선로로부터 최적으로 평형선로로 연결되는 구조이기 때문에 기존 회로기판과 호환이 되고 기판 상에서 차지하는 면적도 작다. 특히 이 구조는 차세대 초고속 인터페이스에도 적용될 수 있어 전송속도가 최대화되는 다양한 응용부품을 구현할 수 있다. 김 교수팀은 개발된 전송선로의 초광대역 주파수 대역폭과 ‘16-QAM’방식 변조를 활용하면 200Gbps급의 초고속 디지털 신호 전송이 가능하면서도 더 소형화된 기판으로 구현이 가능하다고 설명했다.

◇ 고려대 연구팀, 세계 최초 지하철 실내 내비게이션 서비스 개발 착수

고려대 전기전자공학부 최린 교수 연구팀이 세계 최초로 엘리베이터와 에스컬레이터, 계단을 포함한 지하철 역사 복층 전 구역에 실내측위 시스템을 구축한다.

최린 교수 연구팀은 이 기술로 시각 장애인, 휠체어 사용 장애인 등 교통 약자를 위한 맞춤형 실내 내비게이션 서비스를 개발한다. 연구팀이 독자 개발해 산업통상자원부로부터 인증받은 신기술(NET)을 바탕으로 딥러닝 기반 지구 자기장 실내 측위 기술을 도시 철도 역사 내 적용할 계획이다.

이번 실내 내비게이션 서비스 개발은 한국철도공사 수요 조사 요청을 산업부가 승인해 고려대 연구팀과 티에이나인과의 협업으로 진행된다. 수원역 KTX 역사와 지하철 1호선 수원역 환승 구간을 시범 서비스 역사로 선정해 10월부터 개발에 착수, 오는 2023년 12월까지 개발을 완료한다. 최린 교수 연구팀은 역사 내 실내측위 시스템 구축과 실내 내비게이션 애플리케이션(앱) 개발을 담당한다.

◇ KAIST, 딥러닝 서비스구축 비용 최소화하는 데이터 정제 기술 개발

한국과학기술원은 이재길 전산학부 교수팀이 심층학습(딥러닝) 훈련 데이터 구축 비용을 최소화할 수 있는 새로운 데이터 동시 정제·선택 기술을 개발했다고 12일 밝혔다.

연구팀이 개발한 기술은 훈련 데이터 구축 단계에서 데이터 정제 및 선택을 동시 수행해 심층 학습용 훈련 데이터 구축 비용을 최소화할 수 있도록 해준다.

가장 분포 외 데이터가 아닐 것 같은 데이터 중에서 가장 심층 학습 성능 향상에 도움이 될 데이터를 선택하는 식이다. 즉 주어진 훈련 데이터 구축 비용 내에서 최고의 효과를 내도록 데이터 순도, 정보도 지표의 최적 균형을 찾는다. 다만 순도와 정보도는 서로 상충해 최적 균형을 찾는 것이 간단하지 않다.

이 교수팀은 균형을 찾아내기 위해 추가적인 작은 신경망 모델을 도입했다. 새롭게 선택돼 레이블링 된 데이터를 순도-정보도 최적 균형을 찾기 위한 훈련 데이터로 활용했고, 레이블이 추가될 때마다 최적 균형을 갱신했다. 목표 심층신경망 성능 향상을 위해 추가 신경망을 사용했다는 점에서 '메타학습' 일종이라 볼 수 있다.

◇ 국내 연구진, 2차원 신물질 '맥신' 수직으로 세우는데 성공

국내 연구진이 전자파 차폐·흡수가 가능한 차세대 신소재인 맥신(MXene)을 세계 최초로 수직으로 세우고, 한 방향으로 배향하는 데 성공했다.

한국과학기술원은 윤동기 화학과 교수팀이 김선준 한국과학기술연구원(KIST) 박사 공동연구팀, 구종민 성균관대 교수, 강윤찬 고려대 교수팀과 협업해 이 같은 성과를 냈다고 11일 밝혔다.

맥신은 전이 금속인 티타늄과 유기물인 탄소로 이뤄진 2차원 물질이다. 그래핀 수준으로 전도성이 뛰어나고 가볍다. 다양한 용매에 잘 녹아 가공성도 좋다. 다만 종잇장과 같아 수평 배향 연구가 지배적이었다. 이번 연구에서는 물에 분산시킨 맥신 나노 시트가 교류 전기장을 인가했을 때 일렬로 정렬되는 현상에 주목했다.

맥신 표면은 강한 음전하를 띤다. 100마이크로미터(㎛) 두께 얇은 셀에서 서로 최대한 멀어지기 위해서 맥신 시트는 수평이 아닌 수직으로 배열된다. 전기장 인가 상태에서 동결 건조 방법을 사용할 경우, 맥신 나노 시트들이 나노미터(㎚) 수준의 얇은 모서리로 바닥을 딛고 수직으로 서 있는 모습을 전자 현미경을 통해 직접 확인할 수 있다. 전기장을 사용하는 이번 연구 방식은 순수한 맥신으로 ㎝ 단위 대면적 제작이 가능하고 자동화 공정에도 유리하다. 전기장 방향에 따라 자유롭게 전극을 디자인할 수도 있다. 심지어 글자까지 구성할 수 있다.

◇ 양자대학원 세 곳 설립해 2030년 스페셜리스트 1000명 시대 연다

미국과 중국이 양자컴퓨터와 양자암호통신 등 양자기술 분야에서 ‘보이지 않는 혈투’를 벌이는 가운데 국내 양자 기술인력이 미국의 6분의 1, 중국의 11분의 1 수준에 머무는 것으로 나타났다.

인구대비 비율로는 크게 뒤지는 수치는 아니지만 향후 경쟁력과 연구 다양성을 유지하려면 인력 규모를 늘려야 한다는 지적이 나온다. 정부가 이와 관련해 양자대학원을 설립해 2030년까지 고급인력 1000명을 양성하겠다는 계획을 내놨다.

과학기술정보통신부는 13일 서울 성북구 한국과학기술연구원(KIST)에서 제1차 양자기술 인재정책 간담회와 양자대학원 현판식을 잇따라 열고 이런 내용의 인력 양성계획을 공개했다.

양자정보과학은 양자역학을 계산이나 통신에 적용해 더 빠르고 안전하며, 전력을 적게 쓰는 컴퓨터와 통신, 센싱에 활용하는 기술이다. 올해 노벨물리학상을 3명 배출한 분야이기는 하지만 이미 국제적으론 실용화를 앞두고 패권 경쟁이 진행되고 있다.

◇ 전기차 배터리 내년 10월부터 재사용한다

산업통상자원부 국가기술표준원은 전기차 사용후전지 재사용 근거 등을 담은 전기용품 및 생활용품 안전관리법(전기생활용품안전법) 일부 개정 공포안이 11일 국무회의에서 의결됐다고 밝혔다.

지난달 27일 국회를 통과한 개정 법률안은 1년의 준비기간을 거쳐 내년 10월부터 시행된다.

법안은 전기차 등에서 나오는 사용후전지를 폐기하지 않고 전기저장장치(ESS) 등에서 재사용할 수 있도록 하기 위한 안전성 검사제도의 법적 근거를 담았다. 

최근 전기차 보급 확대로 사용후전지 시장의 급격한 성장전망과 경제성이 긍정적으로 평가되며 업계 관심이 커졌다. 환경부에 따르면 연간 사용후전지 발생량은 2020년 275개에서 2025년 3만1천700개, 2030년 10만7천500개로 급증할 것으로 추산된다.