[Weekly 신기술 및 정책소식] UNIST 연구팀, 웨어러블 기기 무선 전력 기술 개발
◇ UNIST 연구팀, 웨어러블 기기 무선 전력 기술 개발
UNIST 전기전자공학과 권지 교수, 이용우 연구원(박사)은 장성준 포스텍 신소재공학과 교수와 함께 폴리머 쇼트키 다이오드의 안정성을 오래 확보하는 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.
기존의 수분과 산소에 의한 다이오드 성능 저하 문제를 극복한 이 기술은 웨어러블 기기를 더 오래, 효율적으로 사용할 수 있게 해줄 것으로 기대된다.
연구팀은 폴리머와 금속 사이의 문제를 해결해 얇지만 안정적으로 작동하는 쇼트키 다이오드를 구현했다. 전기를 한 방향으로만 흐르게 해 낮은 전력으로도 고성능 웨어러블 기기 사용이 가능하다.
연구팀은 쇼트키 다이오드는 금속과 폴리머 사이에 산화물 층을 추가해 전기 흐름 효율을 유지했다고 밝혔다. 유연한 재질의 기판에서도 13.56MHz 신호를 안정적으로 처리할 수 있어 빠른 무선 통신과 에너지 수집 기술 발전에 큰 도움이 될 것으로 내다봤다.
◇ 정부, 'SK 용인 반도체 클러스터' 집단에너지 사업 최종 허가
정부가 세계 최대 규모의 용인 반도체 클러스터에 안정적인 전기와 열을 공급할 액화천연가스(LNG) 열병합발전소(집단에너지) 사업을 최종 허가한 것으로 확인됐다.
이번 사업은 대규모 반도체 산업단지 건설을 위해 민관이 협력해 열과 전력을 공급하는 첫 사례로, 집단에너지를 통한 안정적인 전력 공급으로 SK하이닉스는 연간 최대 1천500억원의 반도체 생산원가를 절감할 수 있게 됐다.
오는 11월 출범을 앞둔 SK E&S와 SK이노베이션 합병법인의 안정적인 수익원 역할도 할 것으로 기대된다.
◇ 정부, 지능형 반도체·양자컴퓨팅 분야 딥테크 유니콘 키운다
과학기술정보통신부는 지역의 과학기술산업 혁신을 위해 유망 원천기술 기반의 스케일업을 집중 지원하는 '딥테크 스케일업 밸리 육성' 사업을 본격 착수한다고 7일 밝혔다.
딥테크는 사회(산업)적 문제해결을 지향하고 아직 사업 모델이 실현되지 않았으나 여러 산업으로서의 파급효과가 높아 중장기·대규모 자본투자가 필요한 기술을 의미한다.
과기정통부는 속도감 있는 대형성과 창출과 분절된 기존 클러스터의 한계점 극복에 주안점을 두고 신규사업을 기획했다.
원천기술을 보유한 거점대학·출연연을 중심으로 벤처·중소·중견기업, 창업·사업화 전문회사, 특허법인, 지자체, 연구개발지원단, 테크노파크 등이 참여하는 밸리 운영 컨소시엄을 구성했다. 수요기업 발굴부터 제품·서비스 상용화 및 해외진출까지 스케일업 단계별로 체계적인 맞춤지원을 제공하는 개방형 플랫폼으로서의 전문역량을 확보했다.
◇ 안성에 반도체 산단…소·부·장 거점 만든다
경기 안성시에 도내 최대 규모의 동신일반산업단지가 조성된다. 2026년 착공과 분양을 시작해 2030년 12월 준공할 예정이다. 지역산업 구조 재편과 제조업 강화의 중추적 거점으로 육성하기 위한 전략이다.
5일 안성시에 따르면 동신일반산단은 김보라 안성시장의 민선 8기 1호 공약이자 시의 혁신을 대표하는 미래 먹거리 사업이다. 지난해 7월 정부의 ‘반도체 분야 소재·부품·장비산업 특화단지’로 선정됐다. 김 시장은 “안성 동신산단을 지역산업 구조 재편과 제조업 강화의 중추적 거점으로 육성하기 위해 차질 없이 준공될 수 있도록 행정력을 집중해 지원하겠다”고 말했다.
한국산업단지공단이 총사업비 6747억원을 투입해 보개면 동신리, 양복리, 구사리와 금광면 금광리, 신양복리 일원 157만㎡ 부지에 조성하는 이 산단은 2023년 4월 국토교통부에 산단 지정을 신청해 지정계획 고시를 완료했다. 시는 올해 말 또는 내년 초 토지 보상을 시작해 2026년 12월 착공 및 분양에 들어갈 예정이다.
◇ "폐열로 전기생산" 재료硏, 열전반도체 성능향상 소재 개발
한국재료연구원 연구팀이 각종 산업 및 수송 분야에서 발생하는 폐열을 재활용해 전기를 생산하는 열전발전소자에 적용되는 반도체 기술로, 수십년간 정체됐던 n형 열전반도체 연구의 돌파구를 찾아 주목받고 있다.
한국재료연구원(KIMS)은 나노재료연구본부 김경태·정수호 박사 연구팀이 원자 규모의 결함을 인위적으로 형성한 비스무트 텔루라이드(Bi-Te)계 나노구조 열전반도체 재료를 개발하고, 버려지는 열에너지를 활용하기 위한 물성 향상 솔루션을 제시했다고 6일 밝혔다.
지금까지는 비스무트(Bi)와 텔루륨(Te)으로 이루어진 p형 열전소재의 물성향상 연구가 중점적으로 진행됐다. 반면, 셀레늄(Se)이 포함된 n형 열전반도체는 성분 조절과 미세조직 제어가 어려운 탓에 물성 향상이 더디어 열전발전소자 상용화에 걸림돌로 지적됐다.
이에 연구팀은 열전발전소자 성능을 결정하는 n형 열전반도체 연구에 집중했고, 도핑소재의 전환과 제조과정의 혁신을 통해 수십년간 정체된 물성 향상의 돌파구를 찾아내는데 성공했다.
◇ '완충' 전기차, 서울 아파트 지하주차장 출입 제한한다
최근 아파트 등에서 전기차 화재가 잇따르는 가운데 서울시가 전기차의 배터리 잔량이 90%를 넘어서면 공동주택 지하주차장 출입을 막는 등 과충전을 방지하는 대책을 추진한다고 9일 밝혔다.
완충에 가깝도록 충전된 차량의 출입을 막아 혹시 모를 화재를 예방하자는 취지다.
시는 우선 다음 달 말까지 '공동주택 관리규약 준칙'을 개정해 공동주택 지하주차장에 90% 이하로 충전을 제한한 전기차만 출입할 수 있도록 권고하기로 했다.
◇ 숭실대-GIST 연구팀, 새로운 OLED 고분자 소재 개발
숭실대는 강범구 화학공학과 교수 연구팀이 광주과학기술원(GIST) 강홍규 차세대에너지연구소 책임연구원팀과 공동으로 디스플레이용 유기발광다이오드(OLED) 소자 성능을 높이고 생산비용을 절감할 수 있는 새로운 고분자 소재인 정공수송층 신물질을 개발했다고 7일 밝혔다.
기존의 PEDOT 기반 정공수송층은 열에 의한 안정성뿐만 아니라 용매 안정성에서도 문제가 있다. 연구팀은 이를 극복할 수 있는 새로운 폴리(트리페닐아민) 기반 정공수송층 소재를 개발했다.
이번에 개발된 신규 고분자는 정공수송층의 용매내성을 활용했다. 연구팀은 신규 고분자를 200℃ 이상의 온도에서 열처리해 용매내성을 부여함으로써 용액공정 중에도 정공수송층이 붕괴되지 않아 용액공정이 가능해졌다.
이번 연구는 폴리(트리페닐아민)를 기반으로 한 새로운 정공수송층 소재의 합성 및 특성 분석에 초점을 맞췄다.
◇ 경상국립대 연구팀, 빛 신호로 논리 연산 가능한 반도체 기술 개발
경상국립대는 나노‧신소재공학부 박준홍 교수팀이 밀리미터 규모로 균질 합성된 이차원 반도체 소재를 활용해 서로 다른 파장대 빛을 신호로 동시 입력, 논리 연산을 구현하는 데 성공했다고 8일 밝혔다.
현존 정보 처리 시스템은 이미징 정보를 0과 1의 디지털 신호로 바꿔 처리하는 변환 과정이 필요한데, 막대한 데이터 처리 수요를 감당하기에 역부족이다.
연구팀은 화학 기상 증착법으로 성장시킨 밀리미터 규모의 p형 WSe2(텅스텐 디셀레나이드) 반도체 소재를 균질 합성해 빛으로 제어되는 광게이팅 트랜지스터를 구현했다.
기존의 트랜지스터가 유전체 층에 전기장을 가해 제어되는 것과 달리 이 광게이팅 트렌지스터는 빛의 세기와 펄스 변조에 따라 다양한 동작 모드를 보인다. 특히 빛의 세기 임계값 이상에서는 ‘AND’와 ‘OR’ 등 논리 연산을 구현하는 데 성공했다. 나아가 펄스 형태의 광 신호 변조를 통해 신경망 구동으로 전환도 가능했다.
◇ 표명호 교수 연구팀, 비대칭 전해질 이용한 수계 칼륨이차전지 개발
한국에너지공과대학교(이하'켄텍')는 표명호 교수 연구팀이 비대칭 이미드 칼륨염의 높은 용해도를 활용해 수용액에 기반한 높은 전압 안정성을 갖고 저온에서도 구동 가능한 칼륨이차전지를 개발하는데 성공했다고 6일 밝혔다.
기존의 유기용매 전해질에 기반한 리튬 이차전지는 화재 및 폭발 위험성이 높지만 수용액에 기반한 이차전지는 전고체전지와 더불어 이를 근본적으로 해결할 수 있는 방법으로 기대된다.
이번 연구에서는 기하학적으로 비대칭성을 갖는 음이온의 칼륨염인 KCTFSI가 고농도까지 용해될 수 있음을 발견하고 고농도 메커니즘을 규명했다. 또, 해당 수용액의 전압 안정성이 3.5V 이상에 이르며 저온에서도 결정화되지 않음을 확인했다.
KCTFSI를 적용한 수계 칼륨이차전지는 상온에서 우수한 전지 특성을 보이며, 저온(영하 15℃)에서도 해당 충방전 특성이 장기간 유지됨을 최초로 확인됐다.