국내 연구진이 열로 전기를 만들어내는 열전 부품을 개발했다. 이 열전 부품은 기존에 개발된 것보다 8배나 많은 열을 전달해 3배 이상의 전기를 만들어냈다. 또한 신축성이 있어 부품을 붙이는 내외부 온도차를 이용해 전원이 필요없는 센서에 사용할 수 있다고 연구진은 설명했다. 한국과학기술연구원(KIST)은 소프트융합소재연구센터 정승준 박사팀이 서울대학교 전기정보공학부 홍용택 교수와 공동연구를 통해 신축성있는 열전 부품을 개발했다고 1일 밝혔다. 연구진은 실리콘 기판 내부에 열전도율이 높은 니켈기반의 금속 입자를 넣어 열전달 능력을 기존보다 8배 향상시켰다. 또 기판 위에 은나노와이어로 연결한 비스무스와 텔루륨을 섞어 작은 합금조각을 연결해 전력 생산량을 3배 이상 높였다. 이와 함께 소프트 플랫폼 공정부터 열전 부품의 형성까지 복잡한 전체공정을 자동화해 대량생산까지도 가능하게 만들었다. 정승준 박사는 "이 열전 부품이 산업현장의 고온 감지 센서로 활용하거나 자동차의 내외부 온도 차를 이용해 배터리 없는 자율주행용 거리 감지 센서 등에 적용할 수 있다"고 말했다. 특히 향상된 유연성과 열전도율 덕분에 유연 열전소자는 복잡한 열원에 완벽히 붙어 높은 효율로 전기를 만들어냈다. 그 결과 피부에 붙은 채로 체온만으로 7㎼/㎠에 달하는 세계 최고수준의 전력밀도를 보여줬다. 정승준 박사는 "이번 연구를 통해 외부의 열을 이용해 고온 감지 센서 장갑 등 실제 웨어러블 기기를 동작시키는 것이 가능하다는 것을 입증했고, 향후에는 체온만으로도 웨어러블 디바이스를 구동시킬 수 있는 유연 열전 플랫폼을 개발할 예정"이라고 말했다. 이번 연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈' 최신호에 게재됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

에스피하이테크는 고부가 이종육성용접기술의 미국석유협회(API) 인증을 계기로 해외시장 개척에 박차를 가하고 있다. 한 직원이 첨단장비로 이종육성용접을 하고 있다.【부산=강재순기자】 부산 강서구 녹산공단 내 에스피하이테크㈜ 공장 내부 한쪽 벽면에는 '미국석유협회(API)의 5LD 국내 최초 인정'이라는 내용의 플래카드가 큼지막하게 붙었다. 고부가 이종육성용접기술로 산업의 근간을 이루는 고기능 파이프와 플랜지 등 각종 산업 부품 및 설비를 생산하는 강소기업인 에스피하이테크는 아시아권 국가 중 4번째, 세계에선 39번째로 API로부터 기술을 인증받아 글로벌 시장 공략에 박차를 가하고 있다. ■이종육성용접 분야 글로벌 기업 석유 유체 등 파이프라인 등에 서로 다른 소재를 녹여 붙이는 작업으로 비용을 절감하고 내압성, 내마모성 등을 강화할 수 있어 해외 선진기업들이 주도해온 이종육성용접에 첨단 기술을 접목해 작은 기업이지만 이번 인증을 통해 세계 속의 기업과 어깨를 나란히 하고 있다. 파이프라인을 지나는 원유나 가스 등의 유체들은 높은 압력을 갖고 있고 독성을 내뿜기도 해 파이프는 압력에 강하고 마모되거나 부식되지 않는 특수소재로 만들어야 한다. 하지만 내압성과 내마모성 등을 지닌 소재는 가격이 비싸 유체가 닿는 부위만 특수 소재를 쓰고 나머지는 저렴한 소재를 써서 파이프를 만들어 비용을 절감해야 하는데 이때 필요한 것이 이종육성용접이다. 이종육성용접기술은 적용 범위가 무궁무진하다. 모든 산업분야에 쓰이는 파이프라인은 물론 해양플랜트, 원자력 열교환기, 압력용기 부품, 중공업분야, 석유화학 등에서 비용 절감을 위해 이종육성용접 제품 수요가 급증하면서 이 분야의 시장도 커지고 있다. ■성장 잠재력 '무한대' 정장식 에스피하이테크 대표는 지난 1998년 부산 감전동에 신원정공이라는 철구조물 제조업체로 시작한 후 틈틈이 더 새로운 기술력을 접목한 블루오션 아이템을 찾아 세계 각지를 돌아다니며 정보를 얻고 시장의 흐름을 파악하는 데 주력했다. 이런 가운데 지난 2006년 유럽에 불고 있던 이종육성용접 분야의 미래 성장 가능성에 매료돼 지금의 녹산공단으로 공장을 이전하면서 이 분야 기술개발과 노하우 축적에 전념했다. 이종육성용접 기술을 적용할 경우 30~50% 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있어 당시에 영국, 프랑스, 이탈리아 등 유럽 업체들이 이 분야의 세계 시장을 주도했다. 국내에도 일부 이 기술을 도입해 제품을 생산하는 업체가 있지만 기술력의 차이는 물론 영세한 시설, 전문인력 부족 등으로 세계시장 진출은 엄두를 내지 못했다. 기술력의 차이는 두 소재를 얼마나 잘 붙이느냐는 부분과 균열 등 결함을 발생시키지 않아야 한다는 부분으로 이를 위해 서로 다른 소재인 용접모재와 용접봉을 아크용접으로 접합시킬 때 용접봉을 녹이는 온도, 모재의 예열 온도, 아크용접 방식 등을 소재의 종류와 조합에 따라 적절하게 적용하는 게 핵심기술이다. ■올 매출 목표 100억원 달성 무난 정 대표는 "이종육성용접 분야 기술력은 이미 유럽의 선도기업들을 따라잡았고 가격 경쟁력도 우수하다"며 "사실상 올해가 회사의 제2 고도성장 원년"이라고 강조했다. 에스피하이테크는 관련분야 특허 3건은 이미 등록한 상태며 2건은 출원 중이다. 정 대표는 "부설연구소에서 더 나은 이종육성용접 기술과 프로세스를 끊임없이 연구개발하고 있다"고 덧붙였다. 지난해 70억원의 매출실적을 올린 에스피하이테크는 올해 매출목표액을 지난해보다 42% 늘어난 100억원으로 잡았다. 이미 올 상반기에 목표액의 절반인 50억원을 넘었고 수주액도 이미 40억원을 확보해 놓은 상황이어서 목표 달성은 무난할 것이라는 게 회사 측의 설명이다. 이 회사는 현재 일본을 비롯해 싱가포르, 말레이시아, 콜롬비아 등 6개국에 수출길을 열었다. 현재 30%에 불과한 수출비중과 전체 수출액은 해외시장 공략 확대로 크게 신장될 전망이다. 더불어 그동안 관련 제품 수입에 의존해온 현대건설과 현대, 삼성, 두산, 효성중공업 등 국내기업에도 상품을 독점 공급하면서 성장 전망을 밝게 하고 있다. 에스피하이테크는 나아가 현재 이종육성용접 자동화장비를 개발하는 정부 과제 2개를 성공적으로 마무리하면 신흥개발국가를 주 타깃으로 해외시장 개척에 더욱 탄력을 받을 수 있을 것으로 내다봤다. 이 회사는 나아가 부산시 등이 지원하는 해외박람회나 무역사절단 등에 빠짐없이 참가하면서 '사업영토' 확장에 잰걸음을 하고 있다. 강재순 기자

에스피하이테크는 고부가 이종육성용접기술의 미국석유협회(API) 인증을 계기로 해외시장 개척에 박차를 가하고 있다. 한 직원이 첨단장비로 이종육성용접을 하고 있다.【부산=강재순기자】 부산 강서구 녹산공단 내 에스피하이테크㈜ 공장 내부 한쪽 벽면에는 '미국석유협회(API)의 5LD 국내 최초 인정'이라는 내용의 플래카드가 큼지막하게 붙었다. 고부가 이종육성용접기술로 산업의 근간을 이루는 고기능 파이프와 플랜지 등 각종 산업 부품 및 설비를 생산하는 강소기업인 에스피하이테크는 아시아권 국가 중 4번째, 세계에선 39번째로 API로부터 기술을 인증받아 글로벌 시장 공략에 박차를 가하고 있다. ■이종육성용접 분야 글로벌 기업 석유 유체 등 파이프라인 등에 서로 다른 소재를 녹여 붙이는 작업으로 비용을 절감하고 내압성, 내마모성 등을 강화할 수 있어 해외 선진기업들이 주도해온 이종육성용접에 첨단 기술을 접목해 작은 기업이지만 이번 인증을 통해 세계 속의 기업과 어깨를 나란히 하고 있다. 파이프라인을 지나는 원유나 가스 등의 유체들은 높은 압력을 갖고 있고 독성을 내뿜기도 해 파이프는 압력에 강하고 마모되거나 부식되지 않는 특수소재로 만들어야 한다. 하지만 내압성과 내마모성 등을 지닌 소재는 가격이 비싸 유체가 닿는 부위만 특수 소재를 쓰고 나머지는 저렴한 소재를 써서 파이프를 만들어 비용을 절감해야 하는데 이때 필요한 것이 이종육성용접이다. 이종육성용접기술은 적용 범위가 무궁무진하다. 모든 산업분야에 쓰이는 파이프라인은 물론 해양플랜트, 원자력 열교환기, 압력용기 부품, 중공업분야, 석유화학 등에서 비용 절감을 위해 이종육성용접 제품 수요가 급증하면서 이 분야의 시장도 커지고 있다. ■성장 잠재력 '무한대' 정장식 에스피하이테크 대표는 지난 1998년 부산 감전동에 신원정공이라는 철구조물 제조업체로 시작한 후 틈틈이 더 새로운 기술력을 접목한 블루오션 아이템을 찾아 세계 각지를 돌아다니며 정보를 얻고 시장의 흐름을 파악하는 데 주력했다. 이런 가운데 지난 2006년 유럽에 불고 있던 이종육성용접 분야의 미래 성장 가능성에 매료돼 지금의 녹산공단으로 공장을 이전하면서 이 분야 기술개발과 노하우 축적에 전념했다. 이종육성용접 기술을 적용할 경우 30~50% 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있어 당시에 영국, 프랑스, 이탈리아 등 유럽 업체들이 이 분야의 세계 시장을 주도했다. 국내에도 일부 이 기술을 도입해 제품을 생산하는 업체가 있지만 기술력의 차이는 물론 영세한 시설, 전문인력 부족 등으로 세계시장 진출은 엄두를 내지 못했다. 기술력의 차이는 두 소재를 얼마나 잘 붙이느냐는 부분과 균열 등 결함을 발생시키지 않아야 한다는 부분으로 이를 위해 서로 다른 소재인 용접모재와 용접봉을 아크용접으로 접합시킬 때 용접봉을 녹이는 온도, 모재의 예열 온도, 아크용접 방식 등을 소재의 종류와 조합에 따라 적절하게 적용하는 게 핵심기술이다. ■올 매출 목표 100억원 달성 무난 정 대표는 "이종육성용접 분야 기술력은 이미 유럽의 선도기업들을 따라잡았고 가격 경쟁력도 우수하다"며 "사실상 올해가 회사의 제2 고도성장 원년"이라고 강조했다. 에스피하이테크는 관련분야 특허 3건은 이미 등록한 상태며 2건은 출원 중이다. 정 대표는 "부설연구소에서 더 나은 이종육성용접 기술과 프로세스를 끊임없이 연구개발하고 있다"고 덧붙였다. 지난해 70억원의 매출실적을 올린 에스피하이테크는 올해 매출목표액을 지난해보다 42% 늘어난 100억원으로 잡았다. 이미 올 상반기에 목표액의 절반인 50억원을 넘었고 수주액도 이미 40억원을 확보해 놓은 상황이어서 목표 달성은 무난할 것이라는 게 회사 측의 설명이다. 이 회사는 현재 일본을 비롯해 싱가포르, 말레이시아, 콜롬비아 등 6개국에 수출길을 열었다. 현재 30%에 불과한 수출비중과 전체 수출액은 해외시장 공략 확대로 크게 신장될 전망이다. 더불어 그동안 관련 제품 수입에 의존해온 현대건설과 현대, 삼성, 두산, 효성중공업 등 국내기업에도 상품을 독점 공급하면서 성장 전망을 밝게 하고 있다. 에스피하이테크는 나아가 현재 이종육성용접 자동화장비를 개발하는 정부 과제 2개를 성공적으로 마무리하면 신흥개발국가를 주 타깃으로 해외시장 개척에 더욱 탄력을 받을 수 있을 것으로 내다봤다. 이 회사는 나아가 부산시 등이 지원하는 해외박람회나 무역사절단 등에 빠짐없이 참가하면서 '사업영토' 확장에 잰걸음을 하고 있다. 강재순 기자

경기도 화성에 있는 시노펙스 자동화 공장. 지난 10일 이 공장에서는 휴대폰 주요 부품인 KEY-PBA와 터치스크린 제조 라인이 쉴 새 없이 돌아가고 직원들은 불량이 있는지 부지런히 체크하고 있었다. 라인을 따라 일렬로 앉아 있는 방진복 차림의 직원 50여명이 간단한 제작과 불량 체크 업무에 집중하고 있었다. 이곳에서 휴대폰 기판과 액정표시장치(LCD) 핵심 부품인 KEY-PBA(터치키)와 터치스크린이 연 3000만개 이상 생산돼 삼성전자 휴대폰 공장으로 매일 출하되고 있다. 이 회사 김승한 이사는 “휴대폰 액정 부분의 유리와 필름을 붙일 때 기포를 최소한으로 줄여 주는 기술은 국내에서 유일하다”고 말했다. ■합병 3년 만에 1000억대 매출 시노펙스는 지난 2006년 휴대폰 부품업체 유원텔레콤과 산업용 포장재 전문기업 신양피앤피가 합병해 탄생한 부품소재 전문업체다. 삼성전자, 포스코 등 완성품 업체에 휴대폰 부품과 철강용 포장재를 공급하고 있다. 최근엔 나노막 필터 사업 등 친환경 비즈니스 사업으로 확장에 나서고 있다. 휴대폰 부품 사업은 휴대폰 완성품 제조업체와 전 세계 시장환경에 따라 매출실적이 좌우되는 편이지만 시노펙스는 합병 이후 매년 20∼30% 성장하며 두각을 나타내고 있다. 시노펙스 주력 제품은 KEY-PBA와 터치스크린. KEY-PBA는 휴대폰 번호판 바로 아래 부분에 들어가는 휴대폰 부품으로 연 3500만개가량을 생산하고 있다. 최근 햅틱 등 터치폰 물량이 크게 늘어나며 터치 스크린 부문 매출도 크게 늘고 있다. 부품 업체의 약점을 극복하기 위해 이 회사는 안정된 납기와 원가절감을 통한 물량 확보 전략을 취했다. 지난해 말 화성에 자동화 라인이 깔린 생산공장을 갖춰 생산량을 크게 늘리고 최첨단 장비와 능숙한 제조기술을 바탕으로 가능한 이른 시간에 휴대폰 제조업체가 요구하는 사양을 공급하는 것이다. 손경익 시노펙스 사장은 “자동화 라인을 설치한 생산공장은 국내 업계 최초”라며 “생산 물량을 연간 3500만개까지 끌어올릴 수 있는 설비를 갖췄다”고 말했다. 시노펙스 경북 포항공장에서는 철강재용 방습지를 만들어 포스코에 납품하고 있다. 시노펙스의 방습 포장재는 철강 금속 포장에 쓰이며 안정적인 매출 실적의 특징이 있다. 시노펙스는 지난해 터치스크린폰 수요 증가와 생산시설 확충을 통해 매출액 1019억원을 기록했다. 이 같은 매출은 합병 첫해인 지난 2006년 536억원, 이듬해 890억원이던 매출이 1000억원대를 뛰어넘은 것으로 매년 급신장을 거듭하고 있다. ■나노막 필터 바탕 신사업 진출 잰걸음 휴대폰 부품 사업은 시장 상황에 따라 등락이 심하다. 완성품 업체들이 공급자를 바꿀 수도 있고 세계시장이 경기위축으로 축소되면 그만큼 실적도 둔화될 수밖에 없다. 휴대폰 부품 제조 일색이던 시노펙스는 최근 나노막 필터를 직접 만드는데 성공해 새롭게 필터 시장에 진입했다. 손경익 사장은 “부침이 심한 사업 특성상 끊임없이 변하지 않으면 회사가 어려워진다”며 “방습 기능이 뛰어난 산업용 포장재 사업을 바탕으로 나노막 필터 기술을 확보했다”고 말했다. 손 사장은 나노막 필터 개발에만 그치지 않고 물 관련 완제품이나 수처리 사업까지 구상하고 있다. 필터 사업은 지난 2007년부터 한국화학연구원과 공동으로 차세대 나노복합 분리필터 개발에 성공한 뒤 지난해에는 삼성전자에 반도체 웨이퍼 세척용 필터를 공급하며 첫발을 성공적으로 내디뎠다. 최근에는 이란 ‘에킬림 다네쉬’와 손잡고 수처리용 필터 생산을 위한 공장을 이란 현지에 설립키로 하면서 첫 해외 진출의 신호탄을 올렸다. 케미코아 등 필터 제조회사를 공격적으로 인수하는 등 사업확장을 바탕으로 올해 1400억원, 내년에는 2000억원대의 매출을 올린다는 계획이다. 손경익 사장은 “연구개발 인력과 기술을 차츰 늘려 전자, 반도체, 바이오, 제약 부문에 사용되는 필터를 지속적으로 개발할 계획”이라며 “시노펙스는 휴대폰용 부품과 물 관련 산업의 소재를 생산하는 글로벌 부품소재 전문기업으로 도약을 목표하고 있다”고 말했다. /화성=yangjae@fnnews.com 양재혁기자 ■사진설명=지난 10일 경기도 화성시 시노펙스 자동화 공장에서 생산직원들이 휴대폰 부품인 KEY-PBA를 제작하고 있다. 시노펙스는 지난해 연 3500만개까지 생산이 가능한 자동화공장을 이곳에 설립했다.

2000만원의 자본금으로 시작해 18년 만에 연매출 1000억원을 달성한 기업이 있다. 23㎡ 규모의 작은 공간에서 컴퓨터 부품을 팔고 조립을 했던 기업이 현재는 컴퓨터 부품 쇼핑몰 분야에서 최고가 됐다. 컴퓨터 부품 쇼핑몰을 운영하는 아이엠펀은 인터넷 쇼핑몰 아이코다로 유명한 회사다. 아이엠펀은 진입 장벽이 낮은 컴퓨터 온라인 쇼핑몰을 운영하면서 경쟁사보다 한 발 앞선 서비스로 승승장구하고 있다. 수 년간 해마다 직원들 월급을 10% 이상 인상했고 18년 동안 한 번도 적자를 보지 않은 이 회사의 이용수 사장은 “회사의 성장 비결은 고객과 협력사들의 신뢰가 쌓였기 때문에 가능했다”고 말했다. ■컴퓨터 부품 판매 최초 시도 아이엠펀의 모태는 서울 용산 전자 상가에 위치한 작은 매장이다. 지난 90년 군대를 제대한 이용수 사장은 친구들과 동업해 용산에 컴퓨터 조립 매장을 냈고 컴퓨터가 한창 대중화되던 시기라서 장사가 잘됐다. 당시 이 사장은 컴퓨터를 조립해 판매하면서 월 500만원의 순이익을 남겼다. 93년에는 친구와 결별하고 본격적으로 1인 회사를 창립, 코다정보시스템으로 사명을 정하고 본격적인 판매를 시작했다. 이 회사의 꾸준한 성장은 이 사장이 제일 중요시하는 고객들과의 신뢰와 믿음이 있었기에 가능했다. 신뢰 관계를 형성하기 위해 이 사장은 당시 업계 최초로 코다 용산 소식지를 발간했다. 한 달에 한 번씩 발간하는 소식지는 이 사장이 직접 제작했으며 소식지에 당시 최신 제품 정보, 용산상가의 새 소식 등을 담아 단골 고객에게 일일이 우편으로 발송했다. 이 덕분에 코다정보시스템과 한 번 인연을 맺은 고객들은 쉽게 다른 곳을 떠나지 않았다. 지금은 대부분 이런 방법을 사용하지만 당시에는 아무도 생각지 못한 판매 방식이었다. 이 사장은 컴퓨터 조립에 필요한 부품을 낱개로 판매하기 시작했다. 빨간 견적서를 고객들에게 보여주고 부품 개당 가격을 모두 공개한 것이다. 그 이전에 용산 매장에서는 컴퓨터를 조립해서 팔았기 때문에 고객들은 컴퓨터 부품에 대한 정보를 알지 못했다. 고객들의 반응은 폭발적이었다. 하지만 주변 경쟁 업체들은 조립 컴퓨터를 파는 것이 더 이윤을 많이 남길 수 있어 코다정보시스템의 판매 방식을 비웃었다. 이 사장은 “경쟁 업체들은 우리 방식을 따르지 않았지만 고객들은 줄을 이었다”며 “당시 매장에는 고객들 때문에 발디딜 틈이 없었다”고 말했다. 코다정보시스템의 서비스 혁신은 여기서 끝나지 않았다. 96년 코다정보시스템은 용산 전자 상가 최초로 애프터서비스(AS) 매장을 별로도 만들었다. 이 사장은 “당시 용산에는 AS라는 개념이 없었는데 처음으로 AS 센터를 만들면서 고객들과 확실한 신뢰가 생겼다”고 말했다. 직원들도 10여명으로 늘어났다. ■온라인 쇼핑몰로 매출 1000억 달성 지난 99년 코다정보시스템은 온라인 사업 진출 선언과 함께 사명을 아이코다로 바꿨으며 2004년에는 본격적인 유통사업을 시작하면서 아이엠펀으로 제2의 창업을 선언했다. 아이엠펀이 성공할 수 있는 비결은 다양한 제품들의 정보가 충분했기 때문이다. 다른 인터넷 쇼핑몰과 차별화됐다는 평가를 받는다. 99년 오픈 당시 컴퓨터 관련 쇼핑몰이 몇 개 있었지만 개발자 중심의 사고로 고객들에게 다가가지 못했다. 이 사장은 “쇼핑몰을 운영하기 위해 시장조사를 하는데 대부분의 인터넷 쇼핑몰에는 제품 정보가 별로 없었다”며 “인터넷 쇼핑몰의 승패는 고객들이 매장에 온 것처럼 느끼게 해줘야 한다”고 말했다. 당일 배송 시스템도 오늘날의 아이엠펀을 있게 해줬다. 이 사장은 2004년 당일 배송 시스템을 도입해 전국 각지에서 주문한 제품을 하루 만에 배달해주면서 회사의 입지는 더욱 강해졌다. 2001년에는 자사 브랜드로 컴퓨터를 선보여 하루평균 3000대 이상 팔렸다. 이런 결과 매출은 눈에 띄게 증가했다. 지난 2005년에 매출이 500억원을 돌파했고 작년에는 1000억원의 매출을 달성했다. 사이트 가입 회원은 31만명에 달하며 하루에 최대 6억5000만원의 매출도 올리기도 했다. 온라인 관련 사업팀 직원 수도 99년 당시 3명에서 현재는 63명으로 늘었다. 이 사장은 “올해 매출 목표는 1300억원”이라며 “끊임없이 변화하며 고객들의 욕구를 채워주면 불황에도 충분히 성장할 수 있다”고 말했다. /pride@fnnews.com 이병철기자 ■사진설명=아이엠펀은 컴퓨터 부품 온라인 쇼핑몰을 운영해 연 1000억원대의 매출을 올리고 있다. 서울 용산 전자상가 내에 위치한 아이엠펀의 매장.

우리나라에서 개발한 토종 원자력 전지가 극한의 우주환경에서도 2년간 정상 작동한 것으로 확인됐다. 이는 미국, 러시아에 이어 세계 3번째로 오는 2032년 달, 2045년 화성 착륙 등 주요 우주 탐사에 사용될 것으로 전망된다. 9일 한국원자력연구원에 따르면 원자력연구원 동위원소연구부 홍진태 박사팀이 개발한 원자력전지는 지난 2022년 누리호 발사때 700㎞ 상공의 태양동기궤도에 투입된 성능검증위성에 장착했다. 이후 2022년 7월부터 2년간 지구 저궤도에서 신뢰성을 평가한 결과, 출력 감소나 부품 고장 없이 약 120㎽의 전력을 지속적으로 생산해냈다. 연구진은 향후 2032년 달 착륙선에 원자력전지를 탑재해 달 표면에서 전력 생산을 실증할 계획이다. 또 달 표면 자원 추출 등에도 원자력전지가 활용되도록 출력 및 안전성 등의 성능 향상을 목표로 하고 있다. 원자력전지는 플루토늄 동위원소(Pu-238)를 내뿜는 열로 전기를 만들어낸다. 연구진이 개발한 원자력전지는 열을 전기로 변환하는 열전소자, 전지 내부의 열 손실을 막고 열을 전달하는 열제어 구조체로 구성된 열출력 10W(와트)급 소형 원자력전지다. 이번 실험에서는 지구 저궤도에서 방사성물질 사용을 금하는 UN 국제규범에 따라 방사성 동위원소 열원을 전기 히터로 대체했다. 위성 본체에서 공급된 10W의 전력으로 전지 내부 전기 히터를 가동해 방사성 동위원소 붕괴 열과 같은 열을 발생시켜 정상적으로 전력을 생산할 수 있음을 확인하는데 성공했다. 이는 극저온의 달 표면에서 환경온도 모니터링, 우주방사선 계측 등의 임무를 수행할 수 있는 수준이다. 연구진은 "2032년 달, 2045년 화성 착륙 등 우리나라가 추진하고 있는 우주 탐사 목표를 달성하기 위해서는 우주의 극한 환경에서 버틸 수 있는 에너지원을 확보하는 것이 중요하며, 그 핵심이 바로 원자력전지"라고 설명했다. 원자력연구원 정영욱 하나로양자과학연구소장은 "달과 화성 탐사 등 우주의 극한 환경에서 무사히 임무를 완수할 수 있는 고성능 원자력전지 개발을 위해 더욱 노력하겠다"고 말했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 우리나라에서 개발한 토종 원자력 전지가 극한의 우주환경에서도 2년간 정상 작동한 것으로 확인됐다. 이는 미국, 러시아에 이어 세계 3번째로 오는 2032년 달, 2045년 화성 착륙 등 주요 우주 탐사에 사용될 것으로 전망된다. 9일 한국원자력연구원에 따르면 원자력연구원 동위원소연구부 홍진태 박사팀이 개발한 원자력전지는 지난 2022년 누리호 발사때 700㎞ 상공의 태양동기궤도에 투입된 성능검증위성에 장착했다. 이후 2022년 7월부터 2년간 지구 저궤도에서 신뢰성을 평가한 결과, 출력 감소나 부품 고장 없이 약 120㎽의 전력을 지속적으로 생산해냈다. 연구진은 향후 2032년 달 착륙선에 원자력전지를 탑재해 달 표면에서 전력 생산을 실증할 계획이다. 또 달 표면 자원 추출 등에도 원자력전지가 활용되도록 출력 및 안전성 등의 성능 향상을 목표로 하고 있다. 원자력전지는 플루토늄 동위원소(Pu-238)를 내뿜는 열로 전기를 만들어낸다. 연구진이 개발한 원자력전지는 열을 전기로 변환하는 열전소자, 전지 내부의 열 손실을 막고 열을 전달하는 열제어 구조체로 구성된 열출력 10W(와트)급 소형 원자력전지다. 이번 실험에서는 지구 저궤도에서 방사성물질 사용을 금하는 UN 국제규범에 따라 방사성 동위원소 열원을 전기 히터로 대체했다. 위성 본체에서 공급된 10W의 전력으로 전지 내부 전기 히터를 가동해 방사성 동위원소 붕괴 열과 같은 열을 발생시켜 정상적으로 전력을 생산할 수 있음을 확인하는데 성공했다. 이는 극저온의 달 표면에서 환경온도 모니터링, 우주방사선 계측 등의 임무를 수행할 수 있는 수준이다. 연구진은 "2032년 달, 2045년 화성 착륙 등 우리나라가 추진하고 있는 우주 탐사 목표를 달성하기 위해서는 우주의 극한 환경에서 버틸 수 있는 에너지원을 확보하는 것이 중요하며, 그 핵심이 바로 원자력전지"라고 설명했다. 원자력연구원 정영욱 하나로양자과학연구소장은 "달과 화성 탐사 등 우주의 극한 환경에서 무사히 임무를 완수할 수 있는 고성능 원자력전지 개발을 위해 앞으로 더욱 노력하겠다"고 말했다. 한편, 우주 탐사 관련 국제 협의체인 국제우주탐사조정그룹(ISECG)은 우주 탐사에 있어 원자력 동력원 확보가 필수라고 인식하고 있으며, 유럽우주국(ESA)도 2030년대 달 착륙선 탑재를 목표로 아메리슘 동위원소(Am-241) 기반의 원자력전지를 개발하고 있다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국전기연구원(KERI) 전기변환소재연구센터 최혜경·윤민주 박사팀이 자연계에 없는 '메타물질'을 활용해 체온으로 전기를 만들어냈다. 양 끝 온도 차이를 전기에너지로 바꾸는 열전발전 부품은 지금까지 개발된 것과 달리 최대 35% 이상의 신축성을 갖고 있으며, 30% 이상의 온도차이를 높이는 효율성까지 갖췄다. 21일 전기연구원에 따르면, 이 부품의 전력생산 밀도는 세라믹이나 실리콘, 고분자 등의 재료보다 20배 이상 향상시켜 0.1㎼/㎠에 불과했던 전력 생산량을 2~3㎼/㎠까지 끌어올렸다. 이는 버려지는 에너지를 모아서 전기를 만들어내는 에너지 하베스터 기술로, 사물인터넷(IoT)이나 인공지능(AI) 기반의 웨어러블 기기 분야에서 활용될 전망이다. 특히 이 기술은 기존 웨어러블 기기의 배터리 등 별도 전원 공급 장치가 필요하다는 단점을 극복할 수 있다. 즉 간단하게 몸에 부착해 체온으로 전기를 생산하고, 모듈을 통해 전원까지 바로 공급해 차세대 의료 분야에도 적용할 수 있다. 연구진이 이번에 사용한 메타물질은 우리가 알고 있는 물질의 성질과 다르다. 일반적으로 힘을 가해 물질을 가로 방향으로 늘리면 세로 방향이 줄어들지만, 이 메타물질은 가로 방향으로 늘리면 세로 방향도 함께 늘어난다. 연구진은 이 메타물질로 만든 '개스킷'을 활용해 열전부품의 신축성을 최대 35%까지 높이는 데 성공했다. 열전부품은 양 끝의 온도 차이를 전기에너지로 바꾸는 원리다. 메타물질로 만든 개스킷은 지금까지 활용했던 딱딱한 세라믹 기판보다 열전부품의 구조적 안정성을 크게 높였다. 다양한 형태로 변형이 가능하고, 사람의 피부처럼 잘 늘어나며, 어느 곳에도 부착이 용이하다. 또한, 개스킷 내부의 공기가 우수한 절연성을 가지고 있어 열 손실을 막고, 기존의 유연 열전 소자 대비 온도 차를 최대 30%까지 높이는 등 열전소자의 효율성도 확보했다. 연구진이 만든 열전부품은 최대 35% 이상의 신축성을 지니면서 전력생산 밀도가 기존의 0.1㎼/㎠에서 2~3㎼/㎠로 20배 이상 높다. 특히 열전소자 모듈을 크게 늘려도 전기적 특성의 저하가 거의 발생하지 않았다. 최혜경 박사는 "이 열전부품의 신축성과 효율성은 세계 최고 수준"이라며 "1만 번 이상의 반복적인 굽힘에도 부품의 성능 손실 없이 유지되는 내구성까지도 확보했다"고 설명했다. 한편, 연구진은 새로 개발한 열전 기술을 에너지 분야 국제 저명 학술지인 '어드밴스드 에너지 머티리얼스(Advanced Energy Materials)'에 발표했으며, 우수성을 인정받아 속표지 논문으로 최근 게재됐다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국과학기술연구원(KIST) 전자재료연구센터 허성훈 박사팀이 열과 진동을 전기로 만드는 하이브리드 에너지 하베스터를 개발했다. 특히 열전 효과와 압전 효과를 접목해 생산 전력을 50%이상 높여 위성항법시스템(GPS) 센서를 작동시키는데 성공했다. 이 에너지 하베스터는 주변의 폐열 뿐만아니라 진동 에너지를 동시에 전기로 만들어 사물인터넷(IoT) 센서등 실생활 무선 장치의 독립 전원으로 사용할 수 있다. 14일 KIST에 따르면, 기존에도 열이나 압력 등 단일 모드의 에너지 하베스터 한계를 극복하기 위해 하이브리드형 에너지 하베스터가 연구됐지만, 각 메커니즘에서 만들어진 에너지를 단순 결합하는 방식이 주를 이뤘다. 연구진은 열과 압력을 전기로 만드는 부품의 단점을 상호보완해 열원과 진동이 있는 환경에서 시너지 효과를 낼 수 있게 만들기 위해 집중했다. 먼저 부피가 크고 공기가 닿는 단면적이 넓은 정적인 형태인 히트싱크 대신, 한쪽 끝은 고정되고 다른 쪽 끝은 자유로운 형태인 '캔틸레버' 형의 동적 히트싱크를 만들었다. 이렇게 만들어진 히트싱크는 진동 환경에서 방열 효과를 더 끌어올려 25% 이상 향상된 열전 출력을 얻었다. 또 이 캔틸레버에 섬유 형태의 압전 세라믹으로 구성된 폴리머형 압전 부품(MFC)을 부착했다. 이렇게 만들면 압전 부품은 캔틸레버의 떨림에 따라 늘어나고 수축되는 변형이 반복 발생함으로써 추가적인 전기가 만들어진다. 연구진은 이 하이브리드 에너지 하베스터를 GPS 위치추적 센서에 달았다. 그결과, 이 센서는 별도의 배터리 전력 공급 없이도 안정적으로 작동했다. 허성훈 박사는 "이 테스트를 통해 하이브리드 에너지 하베스팅 시스템이 우리 실생활에 안정적으로 적용될 수 있음을 확인했다"며, "자동차 엔진처럼 열과 진동이 함께 존재하는 곳에서 효과성을 확인했으며, 현재 전력을 공급하기 어려운 공장 설비 또는 건설기계 엔진 등에 적용해 무선으로 상태진단이 가능한 시스템을 구축하는 연구를 구상 중"이라고 말했다. 한편, 연구진은 이번에 개발한 하이브리드 에너지 하베스터를 에너지 분야 국제 학술지인 '에너지 변환과 관리(Energy Conversion and Management)'에 발표했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

한국전기연구원(KERI) 박수동·류병기·정재환 박사팀이 원자력전지 핵심부품인 열전발전 부품을 개발했다. 특히 우주 탐사선의 핵심인 원자력전지 성능을 높일 수 있는 이 '신 열전효율 공식 및 고효율 적층형 열전발전소자'는 수백만개의 열전반도체 적층 조합이 가능하며 기존 소재보다 3% 이상 효율을 높였다. 이 기술은 국제 공동연구를 통해 독일항공우주연구원의 성능 검증까지 마쳤다. 16일 한국전기연구원에 따르면 박수동 박사는 지난 9월 말, 독일 드레스덴에서 열린 '한-독 열전발전 워크숍'에서 현지 기업들을 대상으로 관련 기술을 소개하고, 호평을 받기도 했다. 전기연구원과 독일항공우주연구원은 이 성과를 활용해 다른 물질계를 활용한 '하이브리드형 적층 복합 열전발전소자'를 함께 개발하겠다는 목표를 공유하는 등 협력 관계를 강화했다. 원자력전지는 방사선 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전기로, 우주 탐사선, 탐사로버 등 전력원으로 사용되는 '방사성동위원소 열전발전기(RTG)'가 대표적이다. 방사성동위원소는 밀폐용기 내에서 스스로 붕괴되며 400~700도가 넘는 높은 열을 발생한다. 원자력전지는 이 높은 열과 우주의 낮은 온도 차이를 이용해 전기를 만들어 낸다. monarch@fnnews.com 김만기 기자