◇ '전기차 화재 주범' 배터리 접합 실증센터 광주에 구축

전기자동차 주요 화재 원인으로 꼽히는 배터리 접합부 결함 여부를 검증, 안전성을 실증하는 시스템이 국내 최초로 광주에 구축된다.

광주시는 4일 산업통상자원부의 EV 배터리 접합 기술 실증기반 구축사업 공모에 선정됐다고 밝혔다.

최근 증가하는 전기차 배터리 화재 원인으로 지목되는 접합부 안정성 확보를 위한 품질관리 방법을 마련하고 제조 부품에서 완성품까지 실증 기반을 마련하려는 목적의 사업이다.

2028년까지 국비 102억원 등 186억원을 투입해 실증센터, 시험평가 장비를 구축하고 접합부 실증, 시제작 지원, 용접 관련 전문인력 양성 등을 추진한다. 핵심인 배터리 접합 기술 실증센터는 광주 광산구 평동 1차 산단에 있는 금형 트라이아웃센터를 활용해 구축할 예정이다.

◇ RIST, 차세대 양극재 합성 메커니즘 제시

포항산업과학연구원(RIST)은 정기영 재료공정연구소 박사, 한국표준과학연구원(KRISS) 박혁준 박사, 포스코홀딩스 미래기술연구원 최근호 박사 공동 연구팀이 기존 하이니켈 NCM 양극재 대비, 고용량화와 저가격화의 동시 달성이 가능한 차세대 양극재인 과리튬계 층상형 산화물 양극재(LLO)의 상용화를 앞당기기 위한 핵심적인 합성 메커니즘을 제시했다고 6일 밝혔다.

최근 주목을 받고 있는 LLO 양극재는 기존 하이니켈 NCM계 양극재 대비 코발트 함량을 크게 낮추거나(low-Co), 혹은 사용하지 않고(Co-free), 니켈 함량도 약 1/3 수준(low-Ni)으로 낮출 수 있어 양극재의 저가격화가 가능하다.

연구팀은 LLO 양극재 내 산소의 산화환원 반응이 양극재의 국부 결정구조와 직접 관련있으며, 이 양극재의 합성 반응 경로가 국부 결정구조의 형성 및 최종 생성물의 산소 반응 안정성에도 깊은 영향을 미친다는 것을 밝혀냈다.

◇ 차세대 리튬이온전지 수명 3배 늘리는 음극재 개발

한국화학연구원은 김도엽 화학소재연구본부 책임연구원 연구팀이 이차전지에 쓸 수 있는 새로운 리튬 복합소재를 개발했다고 5일 밝혔다. 안정성을 높인 새로운 리튬 복합소재는 향후 리튬금속전지, 리튬황전지, 리튬공기전지 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

화학연 연구팀은 이온전도성이 높고 덴드라이트를 잘 억제할 수 있는 소재를 최초로 개발했다. 리튬을 고르게 성장시키면서 리튬이온도 전달하는 새로운 이차전지 음극 복합소재를 만든 것이다.

연구진은 리튬이온을 잘 전달할 수 있는 소재(Al-LLZO)를 리튬금속과 물리적으로 섞는 방식으로 새로운 복합소재를 만들었다. 이 소재는 일반 리튬금속에 비해 리튬 덴드라이트 성장이 확연히 줄어들었고, 전지의 수명이 3배 이상 늘었다. 일반 리튬금속을 적용하면 70회 충·방전 이후 용량 감소율이 커지는 반면, 개발된 소재를 적용하면 250회 충·방전 후에도 급격한 용량 감소 없이 안정적으로 작동했다.

◇ 경북TP, 자율주행 미래차 부품산업 생태계 구축에 166억여 원 투입

경북테크노파크(경북TP)는 산업통상자원부가 주관하는 '자율-비자율 혼합상황 지원 플랫폼 기반조성'공모사업에 최종 선정돼 오는 2028년까지 총 166억 7000만 원을 확보했다고 6일 밝혔다.

이번 공모사업 선정을 통해 완전자율주행 상용화 시기 전 공단 지역에서의 자율-비자율 물류 차량의 혼합 교통 상황에서 자율차의 안전한 상황 판단과 위화감 없는 주행 제어 지원을 위한 미래차 협력형 정보 융합 부품 산업 전환 생태계를 구축할 계획이다.

자율-비자율 혼합상황 지원 플랫폼 기반조성사업은 구미시 신평동에 △수송 분야 미래차 융합 부품 시험 평가 센터 조성 △미래차 협력형 정보 융합 부품 시험 평가 지원 장비(9종) 구축 △국내 자동차 부품 업체의 사업전환 및 수송 분야 협력형 정보 융합 부품 개발지원 등 자율주행 미래차 부품산업 생태계 활성화를 지원한다.

◇ 자율주행차 레이더 결빙 막을 메타물질 개발

극저온의 환경에서도 두꺼운 얼음을 순식간에 제거할 수 있는 자율주행차 레이더용 발열 필름이 개발됐다. 

한국연구재단은 경희대 김선경 교수 연구팀이 극한 환경에서 전파를 100% 투과할 수 있는 레이더용 메타물질(자연계에 존재하지 않는 새로운 광학 특성을 가진 물질) 발열필름을 제작했다고 3일 밝혔다. 

기존 레이더 표면에 부착해 쓰고 있는 발열필름은 주로 가시광 영역의 시야 확보를 위한 것으로, 자율주행차·드론 등 마이크로파 레이더에 적용할 수 있는 발열필름에 대한 연구는 거의 없었다. 

연구팀은 마이크로파 대역에서도 레이더 전파가 완전히 투과할 수 있는 금속 소재 메타물질 필름을 개발하는 데 성공했다.

◇ 홍용택 서울대 교수팀, 유연 디스플레이 마이크로 LED 소자 연결 기술 개발

홍용택 서울대 전기·정보공학부 교수 연구팀이 스트레쳐블, 전자피부 등 유연하면서 신축성 디스플레이에 마이크로 발광다이오드(LED) 소자를 물리적·전기적으로 연결하는 새로운 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.

연구진이 개발한 '위치선택적 집적기술'은 딥-트랜스퍼 코팅을 통해 소자 크기와 종류에 관계없이 소자에만 접착물질을 선택적으로 패터닝하고, 자기장을 이용해 접착 물질에 섞인 강자성체 입자 분포를 조절해 이방성 전도체를 형성하는 것이 핵심이다. 단단한 물성을 가진 전자소자를 부드러운 물성을 가진 전극·기판에 연결해야 하기 위해 개발된 기술이다.

기존 기술이 이방성 도전필름 소재의 단단한 물성으로 전극과 기판의 신축성과 유연성을 저하시키거나, 접착제 물성이 부드러워 안정성이 낮았던 어려움을 극복했다는 게 연구팀 설명이다.

◇ 박지은 한국공대 교수 연구팀, 연료전지 효율증대 산소전극 개발 

박지은 한국공학대학교 교수 연구팀은 수소에너지 변환 및 저장 장치인 일체형 연료전지 효율 증대를 위해 탄소나노튜브 기판을 이용하여 다공성 기공을 포함하는 산소 전극을 개발하는데 성공했다고 3일 밝혔다. 

음이온 교환 막 일체형 재생 연료전지는 음이온 교환 막을 전해질로 사용하는 장치로, 알칼리 분위기에서 구동이 가능하다. 이에, 값싼 비귀금속 촉매 및 소재를 사용할 수 있어 가격 저감 가능성을 보인다. 하지만, 해당 장치의 고효율 산소 전극 개발이 초기 단계이기 때문에 낮은 효율 및 안정성을 보이고 있다. 

이를 해결하기 위해, 연구팀은 일정한 간격을 가지는 탄소나노튜브 시트를 이용하여 다공성 산소 전극을 설계하였다. 탄소나노튜브 시트의 적층 방향을 변화시켜 적용한 결과, 사각형 모양의 매크로 사이즈 기공을 가지는 탄소나노튜브 기판 제조 과정을 수립하였고, 이 기판에 촉매를 로딩하여 산소 발생 반응과 산소 환원 반응이 동시에 일어나는 산소 전극을 개발하였다. 

◇ UNIST "스마트폰 앱으로 수면무호흡증 진단하는 기술 개발"

4일 UNIST에 따르면 전기전자공학과 변영재 교수 연구팀은 전자기파 기반의 센서를 이용한 복부 부착형 수면무호흡증 진단 시스템을 스마트폰 앱으로 구현했다.

연구팀이 개발한 복부 부착형 진단 시스템은 하나의 센서로 각종 바이오 마커의 변화를 감지, 수면센터에서의 검사와 비교해 91% 이상의 정확도로 수면무호흡증을 진단할 수 있다.

센서 작동에서부터 인공지능(AI) 기반 데이터 분석까지 전 과정이 실시간으로 이뤄지는 기술이다.

해외 업체의 앱이 수면 중 녹음된 소리만으로 수면 질환 유무를 판독하는 것과 달리 수면무호흡 여부를 정확히 분석할 수 있다는 게 장점이다.

◇ 포스텍-서울대, 위상 자성 반도체의 스핀물성 원리 규명

포스텍(POSTECH)은 김준성 물리학과 교수(기초과학연구원 원자제어 저차원 전자계 연구단)와 김기훈 서울대 물리학과 교수 공동연구팀이 위상학적으로 특이한 전자상태를 이용해 자성 반도체의 스핀 물성을 조절하는 새로운 원리를 제시했다고 3일 밝혔다.

위상 자성 반도체는 위상학적으로 특이한 전자상태, 즉 위상 전자 상태를 가지면서 동시에 자성을 띠는 새로운 반도체 물질이다. 위상 전자 상태가 없는 기존 자성 반도체와 다른 특이한 전자기적 물성을 나타내 향후 스핀트로닉 분야를 이끌 소재로 주목받고 있다. 하지만, 위상 자성 반도체 후보 물질이 매우 드물어 연구가 부족하다.

김준성 교수 연구팀은 이러한 위상 자성 반도체의 전기적 특성을 조사하는 연구를 이어오고 있다. 2021년 위성 자성 반도체인 망간 실리콘 텔루라이드 화합물의 전기 저항이 스핀 방향에 따라 최대 10억배까지 바뀌는 현상을 학계에 보고한 바 있다. 이번 연구에서는 이 물질에 외부 압력을 걸어 위상 전자 상태를 체계적으로 조절하고 반도체-금속 상전이를 유도하는 실험을 진행했다.