◇ KAIST, 백금 사용 10분의 1로 줄여 수전해 셀 생산 성공

이진우 KAIST 생명화학공학과 교수 연구팀과 김형준 화학과 교수 연구팀이 공동연구를 통해 음이온 교환막 기반 수전해 셀의 성능과 안정성을 획기적으로 높이는 고성능 고안정성 귀금속 단일 원자 촉매를 개발했다고 31일 밝혔다.

연구팀은 귀금속 촉매의 열화 메커니즘을 역이용하는 '자가조립원조 귀금속 동적배치' 전략을 개발했다. 이 방법은 1000℃ 이상의 고온에서 귀금속이 자발적이고 선택적으로 탄화물 지지체에 단일원자로 분해돼 안정적으로 담지되는 합성 기술이다. 이 기술로 상용 백금 촉매 대비 10분의 1 수준의 백금 사용량으로도 더 높은 성능과 안정성을 구현했다.

연구팀은 귀금속 전구체와 고분자 사이의 분자적 상호작용, 귀금속과 지지체 사이의 상호작용을 응용해 자가조립원조 귀금속 동적배치라는 새로운 단일 원자 촉매합성 메커니즘을 제시했다. 이를 통해 연구팀은 이 기술이 백금뿐만 아니라 이리듐, 팔라듐, 로듐 등 다양한 귀금속 단일 원자 촉매에도 적용 가능성이 있음을 입증했다.

◇ 이공계 교수 1인당 기술이전료, 전년 대비 24.2% 줄어

30일 한국연구재단의 '2024년 대학 산학협력활동 조사보고서'에 따르면 2023년 전체 대학의 과학기술분야 전임 교원 1인당 기술이전료는 220만 원으로 전년 대비 24.2% 감소했다.

그러면서 전체 대학의 연구개발투자 회수율도 2022년 1.79%에서 2023년 1.31%로 하락했다.

이런 수치는 전체 기술이전 계약 건수는 늘었지만, 기술료 수입은 줄어든 데 따른 것으로 풀이된다.

기술료 수입은 2019년 1천19억원에서 4년간 꾸준히 증가해 2022년 1천419억원까지 늘었으나 2023년 1천78억원으로 줄었다.

반면 기술이전계약 건수는 2022년 5천287건에서 2023년 5천966건으로 12.8% 증가한 것으로 나타났다.

◇ 韓연구진, 차세대 반도체기술 '상온 양자역학' 규명

과학기술정보통신부는 이경진 한국과학기술원(KAIST) 전기및전자공학과 교수와 김갑진 물리학과 교수, 정명화 서강대 물리학과 교수 공동 연구팀이 세계 최초로 상온에서 양자역학적 ‘스핀 펌핑’ 현상을 발견했다고 30일 밝혔다. 연구성과는 국제학술지 ‘네이처’에 이날 게재됐다.

현재 대부분 전자회로는 전하 전류 제어를 통해 구현되지만 전자가 물질 내부에서 이동하는 과정에서 원자와 충돌해 전력 효율 저하와 발열 문제가 따른다. 대안으로 스핀트로닉스가 전 세계 학계에서 연구되고 있지만 스핀 전류는 극저온의 양자역학 현상인 스핀 펌핑을 통해서 만들 수 있고 그 세기마저 약해 전자회로를 구동하는 데 한계가 있다.

연구팀은 스핀 펌핑이 극저온이 아닌 상온에서도 발생 가능하다는 사실을 확인했다. 또 철-로듐 자성 박막이라는 신소재를 만들어 이 같은 스핀 펌핑 현상을 극대화함으로써 기존보다 10배 이상 센 스핀 전류를 만드는 방법을 찾았다. 

◇ 국내 전기차 충전기 40만기 돌파

30일 한국스마트그리드협회에 따르면 국내에 구축된 전기차 충전기는 누적 40만 5000기로 집계됐다.

국내 전기차 충전기는 2020년 3만 4714기, 2021년 9만 4041기, 2022년 19만 2948기, 2023년 28만 8148기, 지난해 39만 4132기로 꾸준히 증가해 왔다. 충전기당 전기차 대수를 의미하는 '차충비'도 2023년 12월 1.9대에서 작년 12월 1.7대로 낮아졌다.

국제에너지기구(IEA)에 따르면 2023년 차충비 세계 평균은 10대였고, 국가별로는 미국 18대, 유럽 13대, 일본 12대, 중국 8대였다.

다만, 전기차 사용자의 실제 만족도는 이러한 통계와 거리가 있다는 지적이다.

컨슈머인사이트가 작년 8∼9월 전기차 보유자 1343명을 조사한 결과 '충전기 문제 경험이 1년 전보다 늘었다'는 응답은 24％로, '줄었다'는 응답(21％)보다 많았다. 비슷하다는 응답은 55％였다.

◇ 안양시, 자율주행버스 '주야로' 노선·운행시간 확대 추진

경기 안양시는 자율주행버스 '주야로' 노선과 운영시간을 올해 확대하기 위해 국토교통부 심의를 신청할 예정이라고 28일 밝혔다. 주야로는 시가 지난해 4월 22일 도입한 18인승 자율주행버스로 자율주행차용 라이다 4개와 레이다 1개, 카메라 5대를 장착해 높은 수준의 자율주행이 가능하다. 

낮 시간대인 오전 10시부터 오후 5시까지는 대중교통 사각지대인 범계역~비산체육공원(왕복 6.8㎞·11개 정류장) 구간을, 심야인 0시부터 새벽 2시까지는 지하철 인덕원역~평촌역~범계역~명학역~안양역(왕복 14.4㎞·22개 정류장) 구간을 운행한다.

지난해 처음 운행한 9개월 동안 1만4천860㎞를 주행하고 총 7천320명이 탑승했다.

◇ 몸체는 부드럽지만… 강력한 힘 내는 로봇

조규진 서울대 기계공학부 교수 연구팀은 부드러운 재료로 이루어진 로봇 몸체로도 빠르고 강한 동작을 수행할 수 있는 ‘초탄성 토크 역전 메커니즘(Hyperelastic torque reversal mechanism)’을 개발하고 29일(현지 시간) 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스’에 발표했다. 

연구팀은 갯가재와 벼룩의 동작에서 연구 아이디어를 얻었다. 갯가재가 단단한 먹이를 부수기 위해 주먹을 날리는 속도는 시속 약 90km에 달한다. 벼룩은 몸길이의 200배 이상을 점프할 수 있다. 동물들이 부드러운 몸체로도 강력하게 동작하는 이유는 유연한 관절에서 힘을 응축했다가 순간적으로 강한 힘을 발휘하기 때문이다. 

연구팀은 이 같은 동작을 구현하기 위해 상온에서 탄성이 있는 고분자 물질인 ‘탄성중합체’를 이용했다. 합성고무, 열가소성 폴리우레탄으로 대표되는 탄성중합체는 응축될수록 급격히 단단해졌다가 응축된 힘이 임계점을 넘으면 저장된 힘을 순간적으로 방출하는 특성이 있다. 탄성중합체로 유연한 관절을 만든 뒤 로봇의 모터와 힘줄 한 쌍을 연결했다.