◇ 지질硏, 전기차 330만대 쓸 카자흐 리튬 광구 단독 탐사

한국지질자원연구원(지질연)은 지난 12일 오후 2시 카자흐스탄 힐튼 아스타나호텔에서 열린 ‘한국-카자흐스탄 비즈니스 포럼’에서 카자흐스탄 동부 바케노 지역 리튬 광구를 탐사하기 위한 다자간 업무협약(MOU)을 체결했다고 13일 밝혔다.

이번 업무협약은 지질연을 포함해 SK에코플랜트, 카자흐스탄 산업건설부, 카자흐스탄 국영광물탐사기업 타우켄삼룩이 참여했다. 지질연과 카자흐스탄 정부는 이번 협약으로 카자흐스탄에 부존된 리튬을 중장기적으로 개발하기 위한 협력을 공식화했다.

카자흐스탄 산업건설부는 바케노 리튬 광구 하층토 4곳을 탐사할 수 있는 권리를 지질연에 독점적으로 부여했다. 

◇ 환경공단, 전기차 배터리 자원순환체계 구축 박차

환경부 산하 한국환경공단(이사장 안병옥)은 11일 포항시와 ‘전기차 자원순환체계 구축을 위한 업무협약’을 체결했다.

이날 협약은 지난해 12월 포항 ‘전기차 배터리 자원순환 녹색융합클러스터’ 전문운영기관으로 공단이 선정됨에 따라 이뤄졌다. 전기차 배터리 산업 국가경쟁력을 강화하고 지속 가능한 생태계 조성을 위한 협력 기반을 마련한다는 계획이다.

환경공단과 포항시는 전기차 배터리 자원순환 클러스터의 활성화와 순환경제 기반 구축 협력을 통해 내년 7월 운영 예정인 포항 블루밸리에 위치한 ‘전기차 배터리 자원순환 클러스터’ 운영을 지원한다. 또 배터리 자원순환 전·후방 산업 생태계 조성과 전기차 핵심부품 자원순환 체계를 구축·활성화를 위해 협력하기로 했다.

◇ 한밭대, '자율주행차 눈' 라이다 인식률 극대화 소재 개발

국립한밭대학교는 화학생명공학과 윤창민 교수 연구팀이 검은색의 더블 셸 중공 구조 소재를 활용해 '자율주행차의 눈'으로 불리는 핵심 센서 '라이다'(LIDAR)의 인식률을 극대화할 수 있는 소재를 개발했다고 11일 밝혔다.

윤 교수팀은 근적외선을 매개체로 활용하는 자율주행 차량용 라이다가 빛을 흡수하는 특성의 검은색 혹은 어두운 물체에 대한 인식률이 낮은 문제를 해결하기 위해 더블 셸 구조의 티타니아를 검은색으로 환원하고 내부의 티타니아 셸을 하얀색으로 유지하는 고정밀 라이다 인식 검은색 소재를 개발했다.

이 소재는 친수성 페인트로 도료화할 수 있어 이를 도포한 자율주행 차와 교통안전 시설물들은 상용화 라이다 센서(MEMs mirror, Rotating, Robot)에서 차량 서로 간 충돌을 방지하거나, 높은 시설물 인식률을 나타내는 것을 확인했다고 연구팀은 설명했다.

◇ 잡아당겨도 고해상도 유지하는 OLED 디스플레이

KAIST는 유승협 KAIST 전기및전자공학부 교수가 이끄는 공동연구팀은 늘려도 고화질을 유지하는 유기발광다이오드(OLED) 기반의 신축형 디스플레이를 개발한 연구 결과를 4일(현지 시간) 국제학술지 ‘네이처’에 발표했다고 11일 밝혔다.

기존 신축형 디스플레이는 늘어날 수 있는 기판 위에 단단한 발광 영역을 각각 떨어트려 위치시키고 그 사이를 구부러지는 선으로 연결해 만들었다. 이렇게 만든 디스플레이는 잡아당겨도 발광 부분에 압력이 가해지지 않고 선만 구부렸다 펴지기 때문에 성능 좋은 발광소자를 그대로 사용할 수 있었다. 문제는 이를 늘리면 빛을 내지 않는 선이 늘어나면서 전체 발광 면적이 줄어들어 해상도가 떨어진다는 점이었다.

연구팀은 휘거나 접을 수 있는 초박막 OLED를 활용해 문제를 해결했다. 접었을 때 보이지 않는 발광 영역 사이를 초박막 OLED로 덮었다. 선이 있던 영역을 덮은 것이다. 이렇게 만든 디스플레이를 늘리자 전에 틈새에 접혀있던 OLED가 모습을 드러내며 높은 발광 밀도를 구현할 수 있다.

◇ 국내 연구진 고성능 '섬유형 태양전지·OLED' 제작 성공

한국재료연구원은 하이브리드 바이오 나노구조체를 개발하고, 이를 이용해 영하 80도 및 상온 150도까지 고성능과 안정성을 가진 섬유형 태양전지와 섬유형 유기 발광 다이오드를 제작하는 데 성공했다고 10일 전했다.

연구팀은 해당 섬유형 태양전지의 광전효율은 40%, 섬유형 유기 발광 다이오드의 발광효율은 48% 증가했음을 확인했다. 기존 금속나노입자의 보편적 코팅방법 중 하나인 ‘스핀코팅’ 방법은 누구나 빠르고 간단하게 박막을 만들 수 있는 장점이 있지만, 금속나노입자를 균일하고 질서정연하게 코팅할 수 없다는 단점이 있었다.

연구팀은 이를 개선하고자 금속나노입자를 균일하고 질서정연하게 배치하는 특성을 가진 바이오 물질 ‘M13박테리오파지’를 합성했다. M13 박테리오파지는 금속 양이온과 결합하는 활성기를 가져, 모든 금속 양이온을 일정하게 배열한다.

◇ 심욱 켄텍 교수 연구팀, 고효율 암모니아 생산 위한 촉매 개발

한국에너지공과대학교(이하'켄텍')은 심욱 교수 연구팀이 저에너지 반응 경로를 거치는 전기화학적 질소 환원 반응(NRR)을 통해 고효율 암모니아 생산을 촉진시키는 핵심소재를 개발했다고 14일 밝혔다.

심 교수 연구팀은 V2O3와 VN이 이종 계면에서 일관되게 공존하는 산화바나듐/질화물(V2O3/VN) 하이브리드 전기촉매를 설계, 개발했다.

개발된 V2O3/VN 하이브리드 전기촉매는 교대 반응 경로를 제공해 직렬 NRR 경로의 각 재료에 대해 더 낮은 에너지 경로를 선택할 수 있다. 그 결과 암모니아 수율은 219.6 μg h-1cm-2 였으며, 패러데이 효율은 18.9 %로 단일상 VN, V2O3, VNxOy 고용체 촉매를 적용하지 않은 촉매에 비해 훨씬 높았다.

◇ 고려대 연구팀, '고성능 바이오 연료전지' 개발

고려대는 조진한·정윤장 화공생명공학과 교수팀이 이러한 성과를 거뒀다고 13일 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부의 중견연구자사업 등의 지원을 받아 수행했다. 연구 결과는 저명 국제학술지(AdvancedEnergy Materials) 6월 7일 자에 게재됐다. 

바이오 연료 전지(BFC)는 생물학적 촉매를 활용해 생화학적 에너지를 전기에너지로 변환해주는 에너지 원이다. 특히 생체에 이식한 바이오센서·심장박동기 등의 전자소자를 외부 장치 없이도 구동할 수 있도록 해주는 생체 친화형 전지로 주목받고 있다. 다만 기존 바이오 연료 전지는 전력 효율과 안정성·유연성이 낮아 실제 적용에는 한계가 있었다. 

고려대 연구팀은 효소, 전자전달 매개체, 금속 나노 입자를 결합해 독창적인 전자전달 매개체 조립 방식을 개발했다. 비전도성 결합체를 사용하지 않아도 되는 장점을 갖춘 방식이다. 대신 금속 나노 입자를 함유하면 전극 사이의 전자 이동이 효과적으로 개선, 전지 성능을 높일 수 있다.

◇ 소금물 3방울로 LED 10분간 켜는 기술 개발

11일 서울대에 따르면 고승환 기계공학부 교수가 이끄는 연구팀은 나노과학 분야 국제학술지 ‘ACS Nano’ 5월호에 ‘물의 증발 및 모세관 현상을 이용한 반도체 나노채널에서의 멕센 광열 강화 에너지하베스팅 효과’라는 제목의 논문을 게재했다. ACS Nano는 나노 과학 분야에서 세 손가락에 꼽히는 학술지다. 이 논문은 5월호의 표지 논문으로 선정됐다.

연구팀은 물의 증발과 모세관 현상을 이용한 입자 이동 현상과 ‘맥센(Mxene)’이라는 반도체 물질의 태양광 흡수 특성 등 2가지 원리를 활용했다. 이를 통해 물이 이동할 때 이온의 이동을 전기 에너지로 발생시켰다. 아울러 태양광을 흡수해 전력 생산 효과를 극대화했다. 연구팀의 실험 영상을 보면 LED 조명에 연결된 전자 장치에 스포이트로 소금물 3방울을 떨어뜨리자 LED 조명이 켜지는 장면이 나온다.

이온의 농도 차이를 전기로 변환하는 이른바 ‘에너지 하베스팅’ 기술은 기존에도 있었다. 하지만 경제성에서 차이가 난다는 게 연구팀의 설명이다.

◇ "땀 속 포도당 수치 측정" 고성능 전기방사 섬유 개발

한국과학기술원(KAIST)은 기계공학과 박인규 교수와 한국기계연구원 정준호 박사 공동 연구팀이 전기방사 섬유 위에 금속과 금속산화물 기반 나노구조체를 전사하는 기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 

최근 웨어러블 전자기기에 적용되는 섬유의 기능화를 위해 기능성 물질을 덧입히는 방식이 쓰이고 있지만 접착제로 인해 통기성이 떨어지는 한계가 있다. 

연구팀은 접착제 없이도 표면 접착력이 뛰어난 나노구조체 전사 기술을 개발했다. 

우선 전기방사 공정을 통해 1∼3㎛(마이크로미터·100만분의 1ｍ) 굵기 섬유 가닥 모양의 열가소성 고분자를 개발했다. 

여기에 압력과 열을 가해 표면을 개질, 접착제 없이 금속(금속산화물) 기반 나노구조체를 전사하는 데 성공했다.