◇ 반도체 패키징 전력 소모 95% 줄이는 기술 나왔다

한국전자통신연구원(ETRI)은 창의원천연구본부 연구진이 자체 보유한 나노 소재 기술을 활용해 일본이 보유한 패키징 기술 대비 95% 전력 절감이 가능한 반도체 칩렛 패키징 기술을 개발했다고 28일 밝혔다.

패키징 공정은 플럭스 도포, 리플로우(레이저 접합), 세척, 건조, 플라즈마 처리, 언더필(응력 완화제) 도포, 언더필 경화 등 9단계 공정을 거쳐야 했다. 전력 소모가 높고 청정실 유지 비용이 비싼 데다 유해물질 배출이 적지 않았다.

연구팀은 9단계 공정을 3단계 공정으로 줄일 수 있는 새로운 기술을 제안했다. 웨이퍼에 비전도성 필름을 붙인 후 타일처럼 생긴 칩렛에 면 레이저를 쏴 경화하는 3단계 공정이다. 비전도성 필름은 10~20마이크로미터 두께 에폭시 계열 소재에 환원제 등을 첨가한 나노소재로 이뤄졌다. 여기에 레이저를 쏘면 패키징에서 필요한 세척, 건조, 도포, 경화 등이 한번에 해결된다는 것이 ETRI의 설명이다. 또한 25도 상온에서 공정이 가능하다.

◇ 전기차 배터리 열폭주 현상 해법 찾았다

한국연구재단은 홍종섭 연세대 교수 연구팀이 에너지 밀도가 높아 전기차용 이차 전지로 많이 사용되는 하이 니켈 양극재 기반 리튬 이온 배터리의 안전성 향상과 전기차의 신뢰성을 높일 원천기술을 개발했다고 26일 밝혔다.

연구팀은 리튬 이온 배터리의 4가지 구성요소인 양극, 음극, 전해액, 분리막 별 소재 간 총 15가지 조합에 따른 열분해 실험을 진행해 하이 니켈계 양극재를 사용하는 리튬 이온 배터리의 열폭주 반응 메커니즘을 규명했다. 또 배터리 구성 요소의 조합에 따른 열분해 실험 시 각기 다른 반응 온도와 발열량을 확인했다. 그에 따른 활성 물질 및 전해액의 감소를 반영해 온도별 열, 부피, 압력을 모사할 수 있는 신뢰도 높은 열폭주 반응 모델을 개발했다.

연구팀이 제안한 열폭주 반응 메커니즘과 열폭주 반응 모델은 다양한 비정상 상황에서 셀 성능 저하 및 열폭주를 예측할 수 있다. 대면적 배터리 실험의 다양한 제약을 극복하고 배터리 안전성을 높이는 기술 발전을 촉진할 전망이다.

◇ 울산시, ‘현대차 전기차 신공장 건축허가’완료…오는 9월 본격착공

울산시는 북구 명촌동 94번지 현대자동차 울산공장 내 주행시험장 일원 55만㎡, 건축연면적 33만㎡ 규모의 ‘현대자동차 전기차 신공장 건축허가’를 지난 19일 완료했다고 24일 밝혔다.

이에 따라 현대자동차는 안전작업계획 착공신고를 거쳐 오는 9월 신공장 건축공사에 들어가 2024년말 준공 후 시험가동을 거쳐 2025년말 본격 전기차 생산에 들어간다는 계획이다. 

‘현대차 전기차 신공장 건설사업’은 개발이 완료된 노후 국가산업단지에 대규모 재투자하는 사실상 국내 첫 사례이다.

◇ 고려대, 알루미늄 이차전지 음극재 개발

고려대 연구진이 이차전지 음극용 다공성 맥신(MXene) 신소재 박막 전극을 개발했다. 기존 알루미늄 음극재보다 최대 10배 이상의 출력과 6배의 사용 기간 연장이 가능한 전극이다.

고려대는 윤영수 KU-KIST 융합대학원 교수팀의 허용훈 석박사 통합과정생이 이러한 연구성과를 거뒀다고 28일 밝혔다. 이번 연구에는 김선준 한국과학기술연구원 박사팀의 도움을 받아 수행했으며, 연구 결과는 국제 저명 학술지(Journal of Materials Chemistry A)에 온라인 게재됐다.

연구팀은 부식을 억제할 수 있는 알루미늄 친화성 전극을 설계하기 위한 연구를 진행했다. 이를 통해 물리적·화학적 안정성을 가진 맥신 전극이 이온성 액체 전해질 내에서 부식되지 않고 작동하는 현상을 관찰했다.

◇ 자율주행차 학습에 영상 원본데이터 사용 가능해진다

자율주행차나 보건의료 부문서 인공지능(AI) 학습서 필요할 경우 원본 데이터를 사용 가능하게 하는 방안이 추진된다.

또 공공기관이 민간 기업이나 연구자 등에게 더 많은 가명정보 제공하도록, 공공기관 평가기준에 가명정보 제공·활용 관련 지표가 신설된다.

21일 개인정보보호위원회(개인정보위)는 정부서울청사에서 가명정보 활용 확대 방안을 발표했다.

가명정보는 개인 정보 일부를 삭제, 대체해 추가 정보 사용과 결합없이는 특정 개인을 알아볼 수 없는 정보다. 2020년 데이터 3법(개인정보보호법·신용정보법·정보통신망법)이 통과되면서 정보 주체 동의 하에 데이터를 자유롭게 옮기고, 개인정보를 가명화 처리(가명정보)한 후 데이터 결합이 가능해졌다.

◇ 물리학 난제 '상온 초전도체' 구현 한국 연구팀 논문…학계 '회의적'

한국 연구진이 공개한 상온 초전도체 논문을 두고 학계에서 논란이 되고 있다. 특정 온도 이하에서만 전기저항을 잃는 초전도체가 상온에서 작동할 수 있다는 것을 입증한다면 물리학계를 뒤흔들 만한 발견이 된다.

상온 초전도체를 구현했다고 주장하는 이번 논문은 동료검토(피어리뷰)와 학술지 게재를 생략해 학계에선 회의적인 시각을 보이고 있다. 논문에서 제시한 데이터의 신뢰성에 의구심을 표하는 의견도 나온다.

27일(현지시간) 국제학술지 사이언스에 따르면 이석배 퀀텀에너지연구소 대표 연구팀이 지난 22일 논문 사전 출판사이트 '아카이브'에 공개한 상온 초전도체와 관련한 논문 2편이 학계를 달구고 있다. 연구팀은 이 논문을 통해 "세계 최초로 상온 초전도체를 만드는 데 성공했다"고 밝혔다.

논문에 따르면 이들은 납을 이용해 상온에서 작동하는 초전도 물질을 구현했다. 납과 구리, 인회석(육방정계의 결정형을 가진 인산염 광물)을 사용해 새로운 결정구조인 'LK-99'를 개발했다는 것이다. LK-99는 400K(약 127도)에서 초전도 현상을 일으켰다는 것이 연구팀의 설명이다.

◇ 전남대 연구팀, 온실가스 감축 화학공정 기술 개발

전남대학교는 화학과 나경수 교수 연구팀이 지구온난화를 일으키는 온실가스를 감축할 수 있는 화학 공정 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.

연구팀은 온실가스의 주성분인 이산화탄소와 온실가스를 형성하는 데 기여하는 메탄가스를 친환경적이고 경제적으로 전환하기 위한 방법을 연구해 두 가스를 직접 결합해 아세트산으로 합성하는 데 성공했다.

연구팀은 값싼 금속산화물 표면에서 이산화탄소와 메탄을 순차적으로 활성화하는 방식으로 아세트산을 단일 생성물로 얻어냈다.

특히, 이산화탄소와 메탄의 활성화 조건이 같았을 때 아세트산의 생산성이 극대화됨을 확인했다.

◇ 유니스트 연구팀, 체온으로 이차전지 충전 방법 찾아

유니스트(UNIST)는 에너지화학공학과 이현욱, 서동화 교수팀이 싱가포르 난양공대 이석우 교수팀과 함께 'TREC 시스템'의 에너지 변환 효율을 높이는 핵심 인자를 밝혀 적은 온도 차이로 발생하는 열에너지만으로 이차전지를 충전할 수 있는 시스템을 개발했다고 27일 밝혔다. 

TREC 시스템은 현재 널리 사용되고 이차전지와 동일한 구조를 가진 에너지 변환 시스템이다. 

온도에 따라 변하는 전압의 크기를 활용해 서로 다른 온도계수를 가진 전극 소재로 이차전지를 구성한다. 외부 온도 변화로 발생 된 열에너지를 이차전지 내부의 전기화학 에너지로 변환시킨다. TREC 시스템을 활용하면 체온이나 낮과 밤 온도 차이 정도로 소량의 에너지를 충전할 수 있다.

◇ 태양광 발전-LED디스플레이, 하나로 … 부경대 신동윤 교수 연구팀, 신기술 개발

하나의 모듈로 낮에는 태양광 발전을 밤에는 LED 디스플레이로 활용할 수 있는 ‘고효율 태양광용 LED 디스플레이 모듈’이 개발됐다.

국립부경대학교 신동윤 교수 연구팀과 강기환 한국에너지기술연구원 태양광연구단 책임연구원 연구팀은 최근 공동연구를 진행해 태양광-디스플레이 융합 신기술을 개발했다.

공동연구팀은 태양광 모듈과 LED 디스플레이 모듈을 융합하면서도 태양광 모듈의 전기 생산효율 감소를 3%까지 획기적으로 낮추는 데 성공했다.

이번에 개발된 모듈을 건물 외벽에 설치하면 전기만 생산하는 기존 태양광 모듈과 달리 전기 생산은 물론 미디어 재생 기능까지 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

◇ 한국기술교육대 연구팀, '맥신' 기반 바이오센서 개발 체계화

한국기술교육대는 27일 김상연 교수 연구팀(컴퓨터공학부)이 꿈의 물질로 일컬어지는 '맥신'(MXene)을 이용해 바이오센서 개발의 길을 여는 방법을 체계화했다고 밝혔다.

나노물질인 맥신은 2011년 미국 드렉셀대학에서 개발한 무기화합물의 일종으로, 다른 세라믹 소재들과 달리 금속과 탄소가 결합해 우수한 전도성과 에너지 저장성을 보인다.

전지 제작과 전자파 차단 용도로 화학 및 전자 분야에서는 물론 의약품 등 다양한 분야에서 폭넓게 사용되고 있다.

김 교수 연구팀은 맥신을 이용해 신경 물질을 측정하는 방법을 연구하며 다기능 맥신을 이용해 바이오센서를 개발할 수 있는 방법을 체계화했다.