[파이낸셜뉴스] 대구경북과학기술원(DGIST)은 신물질과학전공 이성원 교수 연구팀이 기존보다 전기전도도를 250배 이상 향상시킨 전도성 고분자(PEDOT:PSS) 제작 기술을 개발했다고 17일 밝혔다. 이 전도성 고분자는 인체에 무해한 물질로 만들어 향후 피부부착 및 삽입형 생체전극 등 생체의료기기 분야 개발에 큰 도움이 될 전망이다. 이성원 교수는 "이 기술을 적용하면 전극 저항을 100배 이상 줄일 수 있어, 에너지 효율을 높이고 의료분야로의 활용 폭이 넓어질 것"이라고 말했다. 연구진은 온도와 습도를 제어한 열수처리를 통해 전기전도도를 향상시키는 새로운 제작 기술을 개발했다. 이 기술이 적용된 전도성 고분자로 생체전극을 만들어 LED를 켜고 심전도를 측정하는데 성공했다. 이때 전기전도도를 측정한 결과 기존보다 약 250배 향상된 125.367 지멘스퍼센티미터(S/㎝)가 측정됐다. 연구진은 상대습도 80% 이상에서 70도 이상의 열을 가할 시 전도성 고분자 내부의 PEDOT 양이온과 PSS 음이온의 결합력이 약화돼 상분리가 일어남을 발견했다. 이로 인해 전도성 물질인 PEDOT 양이온의 얽힘 현상이 발생하며 전도도가 높아짐을 확인했다. 연구진은 이번 연구가 고압증기멸균기(Autoclave)의 멸균공정으로 소자의 전기전도도를 높일 수 있어, 실제 의료현장에서의 일반적 멸균과정을 통해서도 사용 가능한 간단하고 효율적 공정이라고 설명했다. 이 교수는 이번 연구를 응용해 체내 삽입형 및 피부부착형 생체전극을 개발하는데 추가연구를 할 계획이라고 밝혔다. 한편 이번 연구는 DGIST 신물질과학전공 정우성 석박사통합과정생과 권기혁 석사과정생이 공동 1저자로 참여했으며, 연구 결과는 국제학술지 '바이오센서스 앤 바이오일렉트로닉스'에 지난 10월 8일 온라인 게재됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국에너지기술연구원 수소연구단 김우현 박사팀이 청록수소 생산과 상용화를 앞당길 수 있는 신개념 니켈-코발트 합성 촉매를 개발했다. 기존 수소 생산공정이 900도에서 이뤄지지만 새로운 촉매는 600도로 낮춰도 수소를 만들어낸다. 또한 촉매를 사용하는 시간도 90분에서 150분까지 늘어났다. 김우현 박사는 21일 "새 촉매는 수소 생산과 동시에 탄소나노튜브 생산도 가능해 생산성, 경제성 모두를 잡은 획기적 결과"라며, "향후 이 촉매가 적용된 양산 기술을 연구하고 성능 평가를 진행해 핵심 소재 기술과 반응 시스템 설계 기술을 확보할 계획"이라고 말했다. 메탄 등의 탄화수소를 분해해 나오는 청록수소는 생산 과정에서 이산화탄소를 배출하지 않는다. 청정수소 중 하나인 청록수소는 천연가스의 주성분인 메탄(CH4)을 고온의 열로 분해해 수소와 고체 탄소를 생산하는 기술이다. 화석연료로부터 수소를 생산하지만 생산 과정에서 이산화탄소가 배출되지 않아 별도의 이산화탄소 포집, 저장 과정을 거치지 않아도 청정수소를 생산할 수 있다. 하지만 청록수소 기술은 반응에 필요한 열공급 문제로 인해 상용화가 늦어지고 있다. 주로 니켈과 철 기반의 촉매로 900도 수준의 고온에서 수소가 만들어진다. 또 반응 후에 수소와 함께 생성되는 탄소의 활용 방안이 많지 않아 해결이 필요한 상황이다. 연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 니켈 기반 촉매에 코발트를 첨가했다. 코발트는 탄소 소재 제품을 생산할 때 촉매로 활용돼 전기적 활성을 강화하고 내구성을 향상 시키는 역할을 한다. 이 점을 착안해 최적화된 촉매 실험을 한 결과, 니켈과 코발트가 각각 8%, 2% 포함될 때 가장 높은 수소 생산성을 보였다. 이 촉매는 600도에서도 기존에 개발된 촉매보다 초기 30분 활성 기준 50% 이상 높게 수소를 만들어냈다. 또한 기존 촉매의 초기 활성 유지 시간이 90분인 반면, 새 촉매는 기존보다 60% 길어진 약 150분 동안 수소를 생산했다. 뿐만아니라 수소생산 반응이 일어난 후에는 촉매 표면에 탄소나노튜브가 만들어졌다. 탄소나노튜브는 이차전지의 전극 소재, 건축용 소재 등에 널리 활용되는 재료로, 수소 생산과 함께 고부가가치 탄소 물질을 생산할 수 있다는 가능성을 보였다. 한편, 연구진은 새로 개발한 수소생산 촉매를 화학 공학 분야의 세계적 권위지인 '퓨얼 프로세싱 테크놀러지(Fuel Processing Technology)'에 발표했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

【파이낸셜뉴스 수원=장충식 기자】 국내 연구진이 아주 낮은 수준의 전압에서도 생체신호를 정확하게 측정할 수 있는 유연한 고감도 전자피부 개발에 성공했다. 머리카락 두께 100분의 1 수준의 초박막 센서로 인체의 다양한 움직임에도 안정적이고 정확하게 생체신호 측정이 가능해 헬스케어 기술 발전에 기여할 것으로 보인다. 12일 아주대학교는 박성준 교수(전자공학과·지능형반도체공학과) 연구팀이 광주과학기술원(GIST) 연구팀과 공동으로 수직 형태의 채널구조를 갖는 초유연·초저전압 전자피부를 개발했다고 밝혔다. 해당 연구는 '표피 신호 모니터링을 위한 초유연성 수직 코바이노 유기 전기화학 트랜지스터(Ultraflexible Vertical Corbino Organic Electrochemical Transistors for Epidermal Signal Monitoring)‘라는 논문으로 저명 학술지 <어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)> 11월호에 게재됐다. 아주대 지능형반도체공학과 박사과정 이인호 학생, 서울대 신소재공동연구소 김지환 박사후연구원과 광주과학기술원(GIST) 김영석 박사가 공동 제1저자로 참여했다. 강기훈 서울대 재료공학부 교수(공동저자), 광주과학기술원 윤명한 신소재공학부 교수(교신저자)와 아주대 박성준 전자공학과·지능형 반도체공학과 교수(교신저자)가 이번 연구를 주도했다. 유연하고 가벼우며 생체친화적인 전자피부(e-skin)는 최근 국내외에서 활발히 연구되고 있다. 그중에서도 유기 전기화학 트랜지스터는 피부 계면에서 일어나는 미세한 이온 변화를 전기 신호로 변환할 수 있어, 높은 감도의 비침습적 측정이 필요한 생체리듬 모니터링 센서에 활발히 적용되고 있다. 그러나 현재까지 개발된 전자피부 형태의 유기 전기화학 트랜지스터는 피부에 부착된 상태에서, 인간의 일상 움직임에 따라 소자의 형태가 변형되기 때문에 전기적 평형 상태를 유지하기 어렵다는 단점이 있었다. 이는 유기 전기화학 트랜지스터가 일반적으로 양옆에 전극이 배치된 평면 구조(planar structure)를 사용하기 때문이다. 또 평면 구조의 특성상, 반도체 채널 길이를 1마이크론 이하로 짧게 만들기 어려워 피부 부착 시에 안정적이고 높은 감도로 신호를 측정해내기 어렵다는 한계도 존재했다. 공동 연구팀은 이에 전극을 위아래로 배치한 수직 구조(vertical structure)를 채택하여 500나노미터(nm) 미만의 채널 길이를 갖는 수직 구조 형태의 소자를 개발했다. 해당 소자는 특히 기계적 변형 시 소자가 받는 힘을 안전하게 분산시키기 위해, 원형 채널 형태로 설계됐다. 이 구조는 기생 저항을 효과적으로 제거하기 위해 4단자 기반의 측정 방식을 도입, 400mS의 세계 최고 수준 증폭률을 달성했다. 이를 통해 기존 방식에 비해 증폭률과 구동 안정성을 각각 10배, 30배 이상 향상시킨 고감도의 유기 전기화학 트랜지스터를 개발할 수 있었다. 연구팀은 개발한 수직 구조의 유기 전기화학 트랜지스터를 1마이크로미터(μm) 두께의 고분자 기반 기판 위에 구현, 머리카락 두께의 100분의 1 수준인 총 두께 2마이크로미터의 초박형 센서를 제작했다. 해당 센서는 33% 압축 변형과 1000회 이상의 반복적인 인장 시험에서도 성능 저하 없이 안정적인 작동을 보였고,  다양한 움직임 속에서도 신뢰성 높은 생체신호를 측정할 수 있음을 입증했다. 이러한 기술은 실시간 건강 모니터링과 원격 생체신호 분석·진단 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 전망이다. 박성준 아주대 교수는 "이번 연구를 통해 초저전압에서 높은 감도로 생체신호를 측정할 수 있는 비침습적 피부 인터페이스 건강 모니터링 기술에 획기적 진전을 이루어냈다"며 "다양한 기능을 갖춘 초소형·초박형 웨어러블 기기의 구현 가능성을 높이고, 장기간 사용해도 성능을 안정적으로 유지할 수 있는 방안을 제시할 수 있을 것"이라고 설명했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 나노소재글로벌영커넥트·나노소재기술개발사업과 아주대학교 연구비 지원을 받아 수행됐다. jjang@fnnews.com 장충식 기자

[파이낸셜뉴스] 배터리 검사장비 전문기업 씨에이티빔텍이 원통형 4680 배터리의 안전성과 생산성을 혁신적으로 개선하는 3차원 컴퓨터 단층촬영(CT) 기반 인라인 초고속 검사 시스템을 출시했다고 5일 밝혔다. 해당 검사 시스템은 분당 생산속도가 30PPM인 원통형 4680 배터리를 검사할 수 있는 수준으로, 업계 최고의 초고속 처리 능력을 갖췄다. 이는 전기차 배터리 대량 생산 라인에 최적화된 솔루션을 제공할 수 있으며, 배터리 화재 사고도 예방할 수 있다. 이와 함께 기존 2차원 엑스선촬영장치(X-ray)로는 발견이 어려웠던 배터리 셀의 미세 균열, 내부 단락, 수십 마이크로미터(㎛) 크기의 금속 이물질 등도 정밀 탐지가 가능하다. 씨에이티빔텍은 이번에 출시한 검사 시스템에 자체 개발한 멀티빔 X-ray 기술을 적용했다. 이를 기반으로 시스템은 배터리 제조 공정에서 발생할 수 있는 다양한 불량 요인을 사전에 차단할 수 있으며, 기존 단일 빔 방식보다 검사 속도와 정확도가 획기적으로 향상됐다는 것이 회사 측 설명이다. 또 해당 시스템은 배터리 셀의 품질을 결정하는 핵심 요소들을 실시간으로 분석할 수 있다. 구체적으로 전극 재료 균일성 및 다공성 구조 정밀 검사, 내부 기포·층간 두께 불균일 등 제조 결함 탐지, 내부 균열·구조적 손상 정밀 진단 등이 가능하다. 이외에도 씨에이티빔텍의 시스템은 전기차 배터리 화재의 주요 원인인 내부 단락 문제 해결을 위한 배터리 내부 구조 분석도 가능하다. 아울러 씨에이티빔텍은 이번 검사 시스템의 핵심 기술을 통해 반도체와 의료 분야에 대한 사업 확장도 준비하고 있다. 씨에이티빔텍의 고해상도 3D CT 기술은 반도체 분야에서 미세 결함 검출이 가능하다. 씨에이티빔텍 관계자는 "씨에이티빔텍의 검사 장비는 배터리 제조 공정에서 품질 관리와 안전성 강화를 위한 필수적인 역할을 수행하고 있다"며 "현재 주요 국내외 기업들과의 협력을 통해 더 많은 배터리 제조사들이 이 기술을 도입하고 있다"고 전했다. 이어 그는 "앞으로도 지속적인 연구개발을 통해 검사 속도와 영상 품질 면에서 기술적 우위를 유지하며 시장을 선도해 나갈 것"이라고 덧붙였다. hippo@fnnews.com 김찬미 기자

[파이낸셜뉴스] 미국 대선을 2주 앞두고 카멀라 해리스 부통령 당선 시 기존 바이든 행정부에서 추진되던 정책이 상당 부분 유지되겠지만, 트럼프 재선 시 우리나라는 물론 글로벌 산업 여건이 급변할 수 있어 선제적 대응 전략이 필요하다는 전문가 분석이 나왔다. 26일 한국산업기술진흥원(KIAT)은 '미국 대선 이후 산업정책 전망과 국내 정책 대응방향' 보고서를 통해 미 대선 결과에 따라 국내 산업계에 미치는 영향도 달라질 수 있다고 진단했다. 해리스가 당선되면 바이든 정부의 산업 정책이 큰 틀에서 유지될 것으로 예상되지만, 트럼프 당선 시 정책이 급변할 수 있다. 그 중 IRA와 반도체법(CHIPS)이 우리 경제에 영향을 미칠 것으로 주목된다.  외신 등에 따르면 미 재무부는 인플레이션 감축법(IRA) 내 첨단제조 생산세액 공제 최종 가이던스를 발표했다. 이는 첨단제조 기술을 활용한 제품을 미국 내에서 생산 및 판매할 때 세액 공제를 부여하는 제도로, 지난 2022년 12월 31일 이후 생산이 완료돼 판매된 제품에 적용된다. 해당 생산세액공제는 오는 12월27일부터 시행된다. 또 배터리 소재(전극 활물질) 및 핵심광물의 경우 이번 발표된 최종 가이던스에서는 혜택이 중복되지 않는 한 직·간접 재료비, 원자재 추출 비용 등이 생산비용에 포함된다. 이에 국내 배터리 소재 기업도 수혜를 받을 것으로 기대된다. 이들 지원이 후퇴할 수 있다는 전망이 나온다. IRA에서도 해리스는 더 혁신적이란 평가가 나올 정도인 반면, 트럼프는 전기차 지원책 등에서 비판적 태도를 보여왔기 때문이다. 보고서에 따르면 트럼프 집권 시 IRA 철회 시도가 나올 수 있다고 봤다. 공화당은 계속 IRA에 비판적이며 철폐를 위한 법안도 의회에 제출됐다는 점, 트럼프는 IRA의 기후변화 대책 철폐 입장을 표명했다는 점에서다. 정휘상 산업기술진흥원 연구원은 "다만 전기차 전환은 이미 전세계적인 추세인 만큼 IRA의 완전한 무력화보다 제한적 무력화를 시도할 가능성이 크다"고 진단했다. 바이든 행정부에서 강력하게 추진했던 CHIPS법 지원 축소도 예상된다. 우리나라 반도체 기업들은 CHIPS법에 의거해 미국 투자에서 보조금 지원을 받지만 CHIPS법이 축소되거나 보조금 지원 조건상 가드레일 조항이 기존에 비해 국내 기업에 비우호적으로 결정되면 자금 압박 등 부정적 영향을 받을 수 있다고 우려했다. 이 밖에 트럼프 당선 시 탄소배출량 감축 정책이 폐지되거나 고비용의 친환경 에너지 대신 저렴한 화석연료 개발이 촉진될 수 있다. 미국 내 셰일 오일 생산이 확대되면서 석유 업체에 대한 규제와 세금완화, 전략적 비축유 추가 확보 등 에너지 정책을 시행하면 국제 유가의 하향 안정화로 이어질 수 있다. 다만 해리스와 트럼프 누가 당선되더라도 미국의 자국 우선주의와 대중 규제에 따른 미 보호 무역주의는 더욱 강화될 전망이다. 정 연구원은 "트럼프가 집권하면 과거처럼 한국을 비롯해 미국을 상대로 무역흑자를 크게 기록하는 국가가 주요 타깃이 될수 있다"며 "공급망에서 미국의 대(對)중국 배제 정책은 우리 기업들의 미국 내 경쟁에서 단기적으로 유리한 위치의 반사이익이 될 수 있지만 해당 물량의 공급 지역 전환이나 원자재 확보 제약 등 부정적 영향이 우려된다"고 말했다. yon@fnnews.com 홍요은 기자

[파이낸셜뉴스] 미국 재무부가 인플레이션감축법(IRA) 첨단제조 생산세액공제(45X) 최종 가이던스를 발표한 가운데, 정부는 미국에 투자한 우리 배터리 기업의 세액공제 수혜가 있을 것으로 전망한다.산업통상자원부는 24일(현지시각) 미국 재무부가 발표한 IRA 내 첨단제조 생산세액 공제 최종 가이던스를 설명했다. 첨단제조 기술을 활용한 제품을 미국 내에서 생산 및 판매하는 경우 세액공제를 부여하는 제도로, 2022년 12월31일 이후 생산이 완료돼 판매된 제품에 대해 적용된다. 해당 생산세액공제는 오는 12월 27일부터 시행될 예정이다. 세액공제 조항은 지난해부터 2032년까지 적용되며 대상 품목으로는 배터리 부품, 태양광·풍력발전 부품, 핵심광물 등이 있다. 이번 최종 가이던스 내용은 잠정 가이던스를 기본으로 하나, 배터리 기업의 모듈 세액공제(10$/㎾h) 요건 충족이 다소 용이해졌다. 세액공제 대상이 확대된 것이다. 또 배터리 소재(전극 활물질) 및 핵심광물의 경우 이번 발표된 최종 가이던스에서는 혜택이 중복되지 않는 한 직·간접 재료비, 원자재 추출 비용 등이 생산비용에 포함된다. 이에 국내 배터리 소재 기업도 수혜를 받을 것으로 기대된다. 산업부는 오늘 배터리업계와 간담회를 열어 이번 가이던스에 따른 업계 영향 및 글로벌 통상 환경에 대비한 대응방안 등을 점검할 예정이다. 안덕근 산업부 장관은 "상업용 전기차(리스·렌트 차량 포함) 세액공제 가이던스, 친환경차 세액공제 가이던스에 이어 이번에는 첨단제조 생산세액공제 최종 가이던스가 확정되면서 우리 산업계의 IRA 세액공제 수혜를 위한 제도적 장치가 추가됐다"며 "지난 2년간 우리 정부가 우리 기업의 이익 극대화 및 안정적 경영활동을 위해 업계와 긴밀히 소통하고 미국 정부와 수 차례 협의한 결실"이라고 밝혔다. leeyb@fnnews.com 이유범 기자

오는 12월 일본 도쿄에서 개최되는 '세미콘 재팬 2024'에 SK하이닉스 경영진이 강연에 나선다. 앞서 김주선 SK하이닉스 AI 인프라 담당 사장이 지난 9월 대만 타이베이에서 개막한 세계 최대 규모 반도체 전시회 '세미콘 타이완 2024' 최고경영자(CEO) 서밋에서 나란히 기조연설을 한 데 이어서다. SK하이닉스가 반도체 장비 제조의 '본산'인 일본에서 각국의 소·부·장(소재·부품·장비)사들과 밀착 협력에 나서는 모습이다. 9일 반도체 업계에 따르면 손호영 SK하이닉스 부사장은 오는 12월 11일부터 13일까지 도쿄 빅사이트에서 개최는 '세미콘 재팬 2024'에 대표 연설자 중 한 명으로 나선다. 손 부사장 외에도 아마리 아키라 자유민주당 중의원(전 경제산업대신·현 반도체 전략추진의원연맹 회장), 히가시 테츠로 일본 라피더스 이사회 의장, 짐 켈러 텐스토렌트 CEO, 시미즈 테루시 소니 반도체사업부 사장 등이 연설한다. 최근 반도체 업계 전체의 높은 관심을 받는 고대역폭메모리(HBM) 개발 과정에서 중요한 역할을 맡은 손 부사장은 HBM의 핵심 기술이라 불리는 실리콘관통전극(TSV)과 SK하이닉스 독자 기술인 MR-MUF의 도입 초기 단계부터 개발을 이끌어 오며 HBM 리더십 선점을 이끌었다. 지난해에는 어드밴스드 패키지 기술 개발 공로를 인정받아 '해동젊은공학인상'을 수상한 바 있다. 손 부사장은 어드밴스드 패키징의 기술 미래와 최신 기술 트렌드 등에 대해 발표할 전망이다. 앞서 최태원 SK그룹 회장은 지난 5월 일본경제신문(닛케이)와의 인터뷰에서 "반도체 분야에서 일본의 제조 장치·재료 제조업체와 협업과 투자를 한층 더 강화할 것"이라고 말하는 등 반도체 공급망에 있어 일본의 중요성을 강조한 바 있다. 현재 SK하이닉스는 일본 도쿄와 오사카에 법인을 두고 있으며, 1개의 연구·개발(R&D) 센터를 운영하는 등 일본 현지 소부장 업체들과의 R&D 및 협력을 강화하고 있다. 한편, SK하이닉스는 인공지능(AI) 반도체 시대 글로벌 협력을 강화하고 있다. 세미콘 타이완에 처음으로 참석한 데 이어 HBM 공동 개발 협력에 나선 TSMC의 대표 공급망 포럼인 '오픈 이노베이션 플랫폼(OIP) 포럼'에 처음 참가했다. rejune1112@fnnews.com 김준석 기자

[파이낸셜뉴스] 오는 12월 일본 도쿄에서 개최되는 '세미콘 재팬 2024'에 SK하이닉스 경영진이 강연에 나선다. 앞서 김주선 SK하이닉스 AI 인프라 담당 사장이 지난 9월 대만 타이베이에서 개막한 세계 최대 규모 반도체 전시회 '세미콘 타이완 2024' 최고경영자(CEO) 서밋에서 나란히 기조연설을 한 데 이어서다. SK하이닉스가 반도체 장비 제조의 '본산'인 일본에서 각국의 소·부·장(소재·부품·장비)사들과 밀착 협력에 나서는 모습이다. 9일 반도체 업계에 따르면 손호영 SK하이닉스 부사장은 오는 12월 11일부터 13일까지 도쿄 빅사이트에서 개최는 '세미콘 재팬 2024'에 대표 연설자 중 한 명으로 나선다. 손 부사장 외에도 아마리 아키라 자유민주당 중의원(전 경제산업대신·현 반도체 전략추진의원연맹 회장), 히가시 테츠로 일본 라피더스 이사회 의장, 짐 켈러 텐스토렌트 CEO, 시미즈 테루시 소니 반도체사업부 사장 등이 연설한다. 최근 반도체 업계 전체의 높은 관심을 받는 고대역폭메모리(HBM) 개발 과정에서 중요한 역할을 맡은 손 부사장은 HBM의 핵심 기술이라 불리는 실리콘관통전극(TSV)과 SK하이닉스 독자 기술인 MR-MUF의 도입 초기 단계부터 개발을 이끌어 오며 HBM 리더십 선점을 이끌었다. 지난해에는 어드밴스드 패키지 기술 개발 공로를 인정받아 ‘해동젊은공학인상’을 수상한 바 있다. 손 부사장은 어드밴스드 패키징의 기술 미래와 최신 기술 트렌드 등에 대해 발표할 전망이다. 앞서 최태원 SK그룹 회장은 지난 5월 일본경제신문(닛케이)와의 인터뷰에서 "반도체 분야에서 일본의 제조 장치·재료 제조업체와 협업과 투자를 한층 더 강화할 것"이라고 말하는 등 반도체 공급망에 있어 일본의 중요성을 강조한 바 있다. 현재 SK하이닉스는 일본 도쿄와 오사카에 법인을 두고 있으며, 1개의 연구·개발(R&D) 센터를 운영하는 등 일본 현지 소부장 업체들과의 R&D 및 협력을 강화하고 있다. 한편, SK하이닉스는 인공지능(AI) 반도체 시대 글로벌 협력을 강화하고 있다. 세미콘 타이완에 처음으로 참석한 데 이어 HBM 공동 개발 협력에 나선 TSMC의 대표 공급망 포럼인 '오픈 이노베이션 플랫폼(OIP) 포럼'에 처음 참가했다. 이번 포럼에서 TSMC와 협력을 소개하고 SK하이닉스만의 MR-MUF 기술이 적용된 HBM 품질·신뢰성을 강조했다. rejune1112@fnnews.com 김준석 기자

[파이낸셜뉴스] 한국화학연구원 이수연·김태호 박사팀이 개발한 500원 크기의 마찰 발전기로 5W의 전력을 만들어내 LED 전구 100개를 켜냈다. 이 마찰 발전기는 1만번 이상 사용해도, 구멍이 나거나 찢어져도 성능이 그대로 유지됐다. 이 마찰 발전기는 웨어러블 기기나 사물인터넷(IoT), 자가전원 센서 등에 활용할 수 있다. 9월 30일 화학연구원에 따르면, 연구진은 마찰 소재와 전극 사이에 '이온 겔 전기 이중층(iEDL)' 소재를 추가해 전류 누설 문제를 해결하고 전력 발생량을 높인 마찰 발전기를 개발했다. 이온겔 전기 이중층은 전해질과 전극 표면 사이에 형성되는 두 개의 전하 층으로, 여기서는 이온성 액체를 얇게 굳힌 막을 이용해, 마찰 후 생성된 전하 상태가 유지되도록 안정적으로 고정시키는 역할을 맡았다. 마찰 발전기의 성능을 테스트한 결과, iEDL 소재를 적용하지 않았을 때에 비해 일정 시간 동안 생산되는 전력의 양, 즉 전력 밀도가 2W/㎡에서 26W/㎡로 13배 증가했다. 마찰 발전기에 들어간 소재는 찢어지거나 구멍이 생겨도 많은 전기를 생산해내는 높은 내구성도 가졌다. 1만회 반복 실험 결과, 최대 출력 전압이 0.1V 이내로 하락해, 매우 안정적인 성능을 보였다. 또한 4.7μF(마이크로패럿)의 소용량부터 470μF의 대용량 기기까지 충전시킬 수 있었다. 이와함께 500원 크기의 마찰 발전기 1개는 50㎽ 소형 LED 전구 100개를 밝힐 만큼 충분한 전원을 공급했다. 이수연 박사는 "앞으로 후속 연구를 통해 발생된 전기를 동시에 효율적으로 저장할 수 있는 소자 개발과 고효율 독립 전원 시스템 구축이 성공한다면 2030년경 실용화가 가능할 것"이라고 예상했다. 한편, 연구진은 이번에 개발한 마찰발전기를 재료·화학 과학기술 분야 국제학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials)'에 발표하고 9월호 표지논문으로 선정됐다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

바닷속 바위에서 자라는 해조류인 꼬시래기를 활용해 항공유와 고혈압 치료제의 원료를 만드는 혁신적인 기술이 개발됐다. 특히 이 기술은 기존 방식보다 10배 많은 양의 원료를 생산할 수 있어 효율성이 크게 향상된 것으로 평가받고 있다. 한국에너지기술연구원 광주친환경에너지연구센터 민경선 박사팀은 강원대학교 연구진과 협력해 꼬시래기로부터 고부가가치 산업 원료를 생산하는 공정을 개발했다고 25일 밝혔다. 민경선 박사는 "바이오매스를 미생물 발효시키는 기존 공정과 달리, 효소 반응만으로도 더 많은 양의 원료를 생산할 수 있다"며, "꼬시래기 1t을 기존 공정으로 처리했을 때 약 36kg의 원료를 만들었다면, 이번에 개발된 공정은 최대 330kg의 원료를 생산할 수 있다"고 설명했다. 이 공정은 바이오매스를 활용한 산업에서 큰 경제적·환경적 이점을 제공할 수 있는 것으로 기대된다. 이 기술의 또 다른 특징은 원료 생산 과정에서 발생하는 잔여물도 버려지지 않고 리튬이온 배터리의 음극 소재로 활용될 수 있다는 점이다. 연구진은 꼬시래기에서 레불린산을 추출하고 남은 잔여물을 탄화해 하드 카본 소재를 제작, 이를 리튬 이차전지의 음극 소재로 적용해 성능을 검증했다. 이를 통해 자원의 효율적 재활용과 함께, 전지 성능 향상에 기여할 수 있는 가능성도 확인했다. 꼬시래기에서 추출된 원료는 바이오항공유의 핵심 재료로도 활용될 수 있다. 바이오항공유는 기존 항공유 대비 온실가스를 최대 82%까지 줄일 수 있어, 친환경 항공산업에서 중요한 역할을 하고 있다. 국제적으로도 항공 분야에서 탄소중립 요구가 강화되는 가운데, 이 기술은 우리나라가 유럽연합(EU)의 항공산업 규제를 극복하는 데에도 중요한 기여를 할 수 있을 것으로 보인다. EU는 2025년부터 유럽 내 공항에서 급유하는 항공기의 연료 중 최소 2%를 지속가능항공유(SAF)로 대체해야 한다는 규정을 시행할 예정이다. 이 비율은 2030년 6%, 2035년 20%, 2050년에는 70%로 단계적으로 증가할 예정이며, 바이오항공유는 이 목표를 달성하는 데 중요한 역할을 할 것으로 예상된다. 바이오매스를 미생물 발효 없이 효소 반응만으로 원료를 생산하는 이번 기술은 생산 효율을 크게 높일 뿐만 아니라 공정 과정의 복잡성을 줄여 비용 절감 효과도 기대할 수 있다. 연구진은 꼬시래기를 간단한 산처리로 레불린산으로 변환한 후, 개량된 효소를 통해 (R)-감마 발레로락톤((R)-GVL)을 생산하는 공정을 개발했다. (R)-GVL은 바이오항공유 외에도 고혈압 치료제의 중간 물질로도 사용될 수 있다. 특히 (R)-GVL은 고혈압 치료제로서 필수적인 역할을 하는데, 이번에 개발된 효소는 99.999% 이상의 정확도로 (R)-GVL만을 선택적으로 생산할 수 있어, 의약품 생산 분야에도 큰 가능성을 제시하고 있다. 민 박사는 "우리나라는 해조류를 충분히 확보할 수 있는 지정학적 이점을 가지고 있다"며 "이번 기술은 해조류로부터 다양한 산업 분야에 응용 가능한 고부가가치 물질을 생산하는 공정을 개발한 것뿐만 아니라, 잔여 바이오매스까지 리튬 이온 배터리 전극 소재로 활용할 수 있어 탄소중립 실현에 큰 기여를 할 것"이라고 말했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자