◇ 내년 리튬 전용 소화기 개발…모든 지하 주차장에 스프링클러

소방 당국이 배터리 공장 화재에 대비해 리튬 전용 소화기를 단계적으로 개발하고, 모든 지하 주차장에 스프링클러를 설치한다. 숙박업소 화재 예방을 위한 불시 단속에도 나선다.

소방청은 '제2차 화재안전정책 기본계획'(2022~2026년)에 따라 '2025년 화재의 예방 및 안전관리 시행계획'을 추진한다고 14일 밝혔다.

2021년 마련된 제2차 화재안전정책 기본계획은 5년 간 화재 인명피해 10% 저감을 목표로, 매년 2%씩 인명 피해를 줄이겠다는 내용을 골자로 한다.

3년차인 올해는 최근 발생한 화성 전지공장 화재, 인천 지하 주차장 화재, 부천 호텔 화재 등 주요 화재 사례 분석을 바탕으로 내년도 시행 계획을 수립·추진하고 있다. 이에 따라 소방 당국은 내년에 배터리 공장 화재안전관리 강화를 추진할 계획이다.

◇ 신개념 이차전지 설계로 에너지밀도 20% 높였다

한국전자통신연구원(ETRI)은 김주영 스마트소재연구실 선임연구원 연구팀이 집전체를 제거해 무게를 줄이면서도 무게 대비 성능인 에너지밀도를 안정적으로 높이는 새로운 이차전지 셀 설계 방안을 제시했다고 12일 밝혔다. 

물에 대한 젖음성이 낮은 분리막 위에 전극을 균일하게 도포하기 위해 수계 공정에서 물에 잘 녹는 특징을 지닌 폴리비닐알코올 고분자 바인더를 활용했다. 이 고분자가 계면 안정성을 높일 수 있음을 이론적으로 검증했다.

새롭게 제시된 전극 구조는 기존과 달리 전해질이 원활하게 통과할 수 있다. 신규 전극을 다층으로 쌓아올린 새로운 형태의 전지 설계가 가능하다. 연구진은 이 구조를 사용하면 기존 이차전지 대비 에너지밀도가 약 20% 개선될 수 있음을 확인했다.

새로 개발된 전극 설계는 분리막의 안전성을 개선하고 전극의 재활용 가능성도 높였다. 전극 내 전기화학 반응 분석을 용이하게 하는 등의 장점도 확인됐다.

◇ 세라믹기술원, 고용량 실리콘 음극 복합소재 개발

한국세라믹기술원은 고려대학교, 가천대학교와 공동으로 친환경 제조 공법을 적용해 이차전지의 에너지밀도를 획기적으로 향상할 수 있는 고용량 실리콘 음극 복합소재 제조 방법을 제시했다고 14일 밝혔다.

공동 연구팀은 '흑연-실리콘-카본' 복합체를 개발했다. 이 복합체는 메카노퓨전(MF) 공정으로 제작되는 과정에서 실리콘 입자를 2D 구조의 흑연이 안정적으로 감싸게 되고 피치 유래 탄소 껍질이 전체 구조를 강화하는 역할을 한다.

이에 따라 전도성 네트워크를 형성하는 특성이 발현돼 기존 실리콘의 열악한 전기적 특성의 향상 및 부피 팽창 억제 효과를 가지게 되고 배터리 소재로서의 활용도를 높이는 결과가 나왔다.

◇ KAIST의 4족 보행로봇 '라이보' 마라톤 풀코스 완주 도전

KAIST는 기계공학과 황보제민 교수 연구팀이 개발한 '라이보2'가 17일 오전 9시 경북 상주시의 상주시민운동장에서 열리는 '2024 상주곶감마라톤 풀코스(42.195㎞)'를 뛴다고 15일 밝혔다. 

4족 보행로봇은 모래, 얼음, 산악 등 다양한 지형에서 보행할 수 있어 감시·정찰 등 업무가 가능하지만, 바퀴 주행로봇 대비 주행 거리와 운용 시간이 짧다는 한계가 있다.

보행로봇은 몸통 무게를 지탱하기 위해 에너지를 사용해야 하고 불연속적인 지면을 접촉하는 과정에서 에너지를 잃기 때문이다. 

연구팀은 지난해 다양한 시뮬레이션을 적용한 환경에서 학습시켜 사전 정보 없이도 지반 종류에 따라 스스로 적응해 적은 힘 손실로도 효율적으로 보행할 수 있는 보행로봇 '라이보'를 개발했다.

◇ 금오공대 최청룡 교수 연구팀, 신개념 김서림 방지 필름 개발

금오공과대학교는 고분자공학과 최청룡 교수 연구팀이 기존 상용화 된 제품에 비해 훨씬 오랜 시간을 지속할 수 있는 신개념 김서림 방지 필름을 개발했다고 14일 밝혔다.

보통 김서림 현상은 따뜻하고 습한 공기가 차가운 표면과 접촉해 발생하는데 시야 방해와 렌즈 이미지 왜곡 등 다양한 부정적 영향을 미친다. 이를 해결하기 위해 안경, 헬멧, 렌즈 등 김서림이 발생할 수 있는 표면에 소수성 또는 친수성 코팅이 사용되고 있다. 

그러나 물방울이 쉽게 떨어져 나가도록 돕는 소수성 코팅과 물방울이 균일하게 퍼지도록 유도하는 친수성 코팅 방식은 외부 힘이나 수분에 장기간 노출될 경우 성능이 쉽게 저하되는 단점이 있었다.

이에 최 교수 연구팀은 이러한 문제 해결을 위해 초친수성(superhydrophilic) 특성을 유지하면서도 빛에 의해 가교가 되는 고분자를 합성해 새로운 김서림 방지용 고분자 개발에 성공했다.

◇ 아주대·GIST 연구팀, '생체신호 감지' 고감도 전자 피부 개발

아주대학교는 광주과학기술원(GIST)과 공동 연구를 진행해 낮은 수준의 전압으로도 생체신호를 측정할 수 있는 고감도 전자 피부를 개발했다고 12일 밝혔다.

공동 연구팀은 유기 전기화학 트랜지스터가 양옆에 전극이 배치된 평면 구조로 이뤄져 있다는 점에서 한계가 비롯된다고 보고 전극이 위아래로 배치된 수직 구조를 취하기로 결정했다.

이번에 개발된 유기 전기화학 트랜지스터는 전류가 흐르는 채널의 길이가 500㎚ 미만이며 움직임이 발생할 경우 소자가 받는 힘을 분산하기 위해 원형 형태로 설계됐다.

연구팀은 해당 유기 전기화학 트랜지스터를 1㎛ 두께의 고분자 기반 기판 위에 설치해, 머리카락 두께의 100분의 1 수준인 2㎛ 두께로 이뤄진 초박형 센서를 제작했다.

새롭게 개발된 기기의 신호 증폭률은 400㎳로 종전 방식으로 제작된 기기에 비해 10배 이상 높으며 구동 안정성 또한 30배 이상 향상됐다고 연구팀은 설명했다.

◇ 화학연·전북대 연구팀, 롤투롤 기반 제조 플랫폼 공정기술 개발

한국화학연구원 함동석 박사와 전북대 김민 교수 공동연구팀은 초고속 광소결 방법을 활용해 기존 롤투롤 제조 공정시간을 5배 이상 감축하면서도 기존 연구에서 보고된 기술보다 2배 이상의 규모인 100㎠모듈급 롤투롤 대면적 제조공정을 개발했다고 11일 밝혔다.

연구팀은 초고속 광소결 기술(IPL)을 도입한 새로운 대면적 롤투롤 제조 공정을 개발했다. 일반적으로 슬롯다이 코팅법을 이용해 요오드화 납을 먼저 코팅한 후 요오드화 포름암미디늄을 순차적으로 코팅하는 방식으로 페로브스카이트 막을 제조하는데 이때 연구팀은 기존의 길고 고온의 열처리 과정을 대신해 초고속으로 강한 빛을 조사(쬐는)하는 IPL 공정을 적용했다.

또 더 많은 빛을 흡수해 IPL 공정의 효율을 높여줄 수 있는 ‘세슘 포르 메이트’ 첨가제를 요오드화 납에 추가했다.

연구팀이 개발한 이 공정은 기존 롤투롤 공정에서 꼭 필요한 10분 이상의 열처리 시간을 2분으로 단축하면서도 100㎠ 이상의 대형 유연 모듈 제작이 가능해져 상업적 적용 가능성을 크게 확대했다.

◇ 견과류 껍질로 친환경 선박 연료 만든다

한국에너지기술연구원은 최영찬 기후변화연구본부 대기청정연구실 책임연구원 연구팀이 견과류 제품 생산 과정에서 버려지는 캐슈넛 껍질을 친환경 바이오연료로 전환하는 데 성공했다고 14일 밝혔다. 

캐슈넛 껍질로 바이오연료를 생산하는 공정은 베트남 등 동남아시아에 상용화돼 있지만 원재료 대비 생산 수율이 20%에 불과하다. 특히 바이오중유로 전환하기 위해서는 황산, 알코올류 등 촉매를 활용한 화학 공정이 추가돼 환경 오염을 유발한다는 단점이 있다. 바이오중유는 바이오연료의 일종으로 산업용 보일러, 발전소, 선박 연료로 활용 가능하다. 

연구팀은 기존의 기계적 압착 공정 대신 중온 열분해 방식으로 바이오중유를 생산하는 원천기술을 개발했다. 기존 공정보다 바이오중유 생산 시간은 3분의1로 줄고 생산 수율은 2배 이상 향상할 수 있는 방법이다.

◇ 서울대 연구팀, 챗GPT '환각증세' 완화해주는 기술 개발

챗GPT와 같은 거대언어모델(LLM:Large Language Model)이 기업 내부 지식을 활용해 생성한 답변의 신뢰도를 획기적으로 높일 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

서울대 컴퓨터공학부 지능형데이터시스템 연구팀은 12일 미국 플로리다에서 개최되는 이 분야 최고 권위 국제학술대회인 EMNLP 2024에 관련 논문 2편을 발표할 예정이라고 밝혔다.

RAG(RAG:Retrieval Augmented Generation)는 환각증세를 완화해주는 동시에 최신 정보나 기업의 고유정보를 기반으로 AI 서비스를 가능하게 하여 최근 가장 각광받는 기술로, RAG 솔루션 신뢰성은 검색된 지식정보들을 얼마나 적절히 활용할 수 있는지에 따라 결정된다.

연구팀이 발표한 이번 논문은 이러한 상황판단을 정교하게 할 수 있는 방안을 제시했다. LLM이 답변을 생성하는 과정에서 제공된 지식을 사용할지, 또는 무시하고 LLM에 사전에 학습된 정보로 답을 할지, 아니면 둘 다 불확실해 답변을 거부할지 판단하는 능력, 즉 LLM 내부 엔트로피(entropy: 어떤 시스템의 불안정성 정도를 나타내는 지표)를 측정해 향상시킬 수 있도록 했다.