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2026-02-22 (일)

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도요타, 차세대 전고체배터리 EV 투입해 전기차 시장 주도 나서

도요타자동차는 충전시간을 줄이고 주행거리를 늘리는 전기자동차(EV)용 차세대 배터리인 전고체배터리를 탑재한 전기자동차(EV)를 수년내에 전세계에 투입할 방침이다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 도요타자동차 고위관계자는 11일(현지시간) 인도에서 개최된 투자회의에서 이같이 밝혀 전기차 배터리 시장 주도 의지를 나타냈다. 전고체 배터리는 EV의 주행거리를 극적으로 향상시킬 수 있어 도요타가 지난해 6월에 발표한 전략적 전환의 중요한 항목중 하나다. 도요타와 이데미츠쿄산(出光興産)은 지난해 전고체 배터리의 개발과 양산에 제휴키로 발표했으며 오는 2027~2028년 상용화를 목표로 하고 있다. 도요타와 인도법인 도요타 킬로스카 모터를 이끌고 있는 비카람 굴라티 부사장은 "도요타는 앞으로 수년 이내에 전고체 배터리의 EV를 투입한다. 10분에 충전할 수 있고 주행거리는 1200Km이며 수명은 현저하게 늘어난다"고 설명했다. 반면 회의 개최중이었던 지난 10일 스즈키는 인도 자회사이며 도요타의 제휴처인 마루키 스즈키 인도가 그룹 첫 EV를 일본과 유럽으로 수출할 계획을 발표했다. 지난해 인도 자동차 판매대수에서 차지하는 EV 비율은 약 2%였지만 인도정부는 이 비율을 2030년까지 30%로 끌어올릴 목표를 내세우고 있다. 인도 도로교통장관은 회의에서 인도에서 연간 EV 판매대수가 2030년까지 1000만대에 이를 것이라고 전망했다. 전고체 배터리는 말 그대로 고체로만 만드는 배터리다. 주행거리를 비약적으로 늘리는 동시에 화재 위험성도 억제할 수 있어 '꿈의 배터리'로 불린다. 기존 리튬이온배터리의 4대 소재(양극·음극·분리막·전해질) 가운데 열에 취약한 액체 전해질을 고체로 대체하면 화재 가능성을 크게 낮출 수 있다. 또 고체전해질은 그 자체로 분리막 역할을 해서 별도의 분리막이 필요 없다. 따라서 배터리 부피를 줄일 수 있고, 이는 에너지밀도의 향상과 주행거리 증가로 이어진다. 현재 전고체 배터리 시장에서는 일본이 가장 앞서나가고 있다. 도요타는 전 세계에서 전고체 배터리 관련 특허를 가장 많이 가진 기업이다.
- 산업
2024-01-12 11:02:00
그래핀 반도체, 실리콘 한계 뛰어넘다

미국 조지아 공대 연구팀이 그래핀을 이용해 새로운 반도체 소재를 개발했다. 이 소재는 기존 실리콘 반도체의 한계를 뛰어넘는 뛰어난 성능을 가지고 있어, 차세대 반도체로 주목받고 있다. 미국 IT 전문지인 톰스하드웨어(tom'sHARDWARE)에 따르면, 조지아 연구팀은 탄화규소 웨이퍼에 그래핀을 성장시켜 에피택셜 그래핀을 만들었다. 에피택셜 그래핀은 탄화규소와 화학적으로 결합해 반도체의 특성을 보이는데, 기존 그래핀이 가지고 있던 밴드갭(Band Gap) 문제를 해결했다는 점에서 혁신적이다. 에피택셜 그래핀은 다른 물질의 표면에 그래핀 결정을 갖도록 성장시킨 것을 말한다. 밴드갭은 전자가 전도대에서 고체 내의 다른 에너지 준위로 이동할 수 있는 에너지 차이를 의미한다. 밴드갭이 없는 그래핀은 전류가 자유롭게 흐르기 때문에 반도체로 사용하기 어렵다. 연구팀이 개발한 에피택셜 그래핀은 밴드갭을 조절할 수 있어, 기존 실리콘 반도체보다 더 빠르고 효율적인 컴퓨팅을 구현할 수 있다. 또한, 양자 컴퓨팅에 필요한 전자의 양자 역학적 파동 특성을 활용할 수 있어, 양자 컴퓨팅의 발전에도 기여할 것으로 기대된다. 그래핀의 뛰어난 특성 그래핀은 탄소 원자가 육각형 벌집 모양으로 연결된 2차원 물질로, 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 강도는 강철의 200배에 달하는 등 뛰어난 전기적, 기계적 특성을 가지고 있다. 이러한 특성으로 인해 그래핀은 반도체, 센서, 광전자 등 다양한 분야에서 차세대 소재로 주목받아 왔다. 그러나 그래핀은 전류 흐름을 조절하기 어려운 밴드갭이 없는 것이 단점으로 지적되어 왔다. 밴드갭은 전자가 전도대에서 고체 내의 다른 에너지 준위로 이동할 수 있는 에너지 차이를 의미한다. 밴드갭이 없는 그래핀은 전류가 자유롭게 흐르기 때문에 반도체로 사용하기 어렵다. 에피택셜 그래핀의 의미 이번 연구에서 조지아대 연구팀은 특수 용광로를 이용해 탄화규소 웨이퍼 표면에 에피택셜 그래핀을 성장시켜 밴드갭 문제를 해결했다. 에피택셜 그래핀은 다른 물질의 표면에 그래핀 결정을 갖도록 성장시킨 것을 말한다. 에피택셜 그래핀이 제대로 만들어지면 탄화규소와 화학적으로 결합해 반도체의 특성을 보인다. 연구팀은 에피택셜 그래핀으로 반도체를 제작한 결과, 실리콘보다 전자 이동성이 10~20배 높은 것으로 나타났다. 이는 그래핀 반도체가 기존 실리콘 반도체보다 더 빠르고 효율적인 컴퓨팅을 구현할 수 있음을 의미한다. 또한, 연구팀은 에피택셜 그래핀이 양자 컴퓨팅에 필요한 전자의 양자 역학적 파동 특성을 활용할 수 있다고 설명했다. 양자 컴퓨팅은 기존 컴퓨팅보다 훨씬 빠른 연산이 가능한 차세대 컴퓨팅 기술이다. 이번 연구는 그래핀을 실리콘을 대체할 차세대 반도체 소재로 만드는 데 중요한 진전을 이룬 것으로 평가받고 있다. 그래핀 반도체의 상용화 가능성 그래핀 반도체는 아직 상용화되지는 않았지만, 이번 연구를 통해 실리콘을 대체할 차세대 반도체 소재로의 가능성을 한층 높였다는 평가를 받고 있다. 연구팀은 앞으로 에피택셜 그래핀의 성능을 더욱 개선하고, 대량 생산 기술을 개발하기 위해 노력할 계획이라고 밝혔다. 그래핀 반도체가 실질적으로 상용화되기 위해서는 대량 생산 기술의 개발이 무엇보다 중요하다. 연구팀의 노력과 더불어 관련 산업의 투자가 확대된다면, 그래핀 반도체는 머지않아 우리 생활 속에서 만나볼 수 있을 것으로 기대된다.
- IT/바이오
2024-01-11 13:27:00
[퓨처 EYES(19)] CES 2024에서 가장 인상 깊은 8가지 제품은?

세계 최대 가전·정보기술(IT) 전시회 '소비자가전쇼(CES) 2024'가 9일(현지시간) 미국 네바다주 라스베이거스 컨벤션센터(LVCC)에서 개막됐다. 미 소비자가전협회(CTA)가 주관하는 CES는 IT와 가전을 넘어 인공지능(AI)·이동통신·반도체·자동차 등을 총망라한 기술 전시회다. 전 세계 기술 업계가 한자리에 모이는 'CES 2024'에서는 투명 TV, AI가 탑재된 집사 로봇, 하늘을 나는 자동차, 정신 건강을 이롭게 하는 마음을 들여다보는 거울까지 등장해 미래 기술의 진면목을 확인할 수 있었다. 특히, 지난해 전 세계적으로 열풍을 몰고 온 AI 기술이 전면에 등장하면서 AI기술이 적용된 집사 로봇, AI 반려 로봇, AI가 피부 관리 방법을 알려주고 제품도 추천하는 뷰티 앱 등 다양한 AI 장착 제품을 선보였다. CTA 설립 100년째를 맞아 열린 'CES 2024'의 키워드는 AI·모빌리티·헬스케어·지속가능성이다. 개리 샤피로 CTA 회장은 "AI가 CES의 중심에 설 것"이라고 예고하기도 했다. 'CES 2024'를 통해 선보인 미래 기술 8가지를 소개한다. 1. 투명 TV 미국 기술 전문매체 ZD넷은 9일 CES 첫째 날의 키워드는 '투명'이었는데, 삼성과 LG가 선보인 두 개의 새로운 투명 TV 덕분이라고 전했다. 센트럴홀에 자리잡은 LG전자는 세계 최초의 무선 투명 올레드 TV인 'LG 시그니처 올레드 T'를 선보였다. 화면이 앞뒤로 자유자재로 움직이는 가운데 차광막이 올라갔다 내려가며 투명 모드로 전환되었고, 이를 통해 화면 뒤 참관객들의 모습이 보였다. 무선 투명 올레드 TV를 소개한 오혜원 HE브랜드커뮤니케이션담당 상무는 "고객의 삶에서 실제로 어떤 경험을 줄 수 있을지 고민했다"며 "이는 단순히 기술적인 혁신을 보여주는 데서 그치는 게 아니라 올해 하반기나 늦어도 4분기에는 출시될 예정"이라고 말했다. 삼성전자는 지난 7일 열린 '삼성 퍼스트 룩 2024' 행사에서 'AI 스크린 시대'를 선도할 'NQ8 AI 3세대' 프로세서와 이를 탑재한 2024년형 네오(Neo) QLED 8K TV(QN900D)를 공개했다. 'NQ8 AI 3세대' 프로세서는 AI 시스템온칩(SoC) 기술의 집대성으로, 기존 모델보다 8배 많은 512개의 뉴럴 네트워크와 2배 빠른 신경망 처리 장치(NPU)를 탑재하여 삼성 TV 프로세서 중 가장 강력한 성능을 제공한다. 2024년형 네오 QLED 8K는 이 프로세서를 기반으로, 저화질 콘텐츠를 8K 화질로 향상시키고, AI 딥러닝을 통해 스포츠 종목을 자동 감지하여 공의 움직임을 부드럽게 보정하며 영상 왜곡을 최소화한다. 이 기술은 화면에서 나오는 다양한 소리 중에서 음성만 분리해 대화 내용을 더 명확하게 전달할 수 있다. 특히 삼성전자는 세계 최초로 선보인 투명 마이크로 LED를 공개해 참관객들의 시선을 시로잡았다. 삼성전자는 기존 투명 LCD와 투명 OLED, 투명 마이크로 LED를 비교하며 기존 투명 디스플레이의 한계를 극복한 차별성을 부각했다. 육안으로 확인되는 현저히 높은 투과율을 통해 현재 유리로 사용되는 모든 공간을 디스플레이화 할 수 있는 가능성을 보여주었다. 하지만 삼성 측은 투명 마이크로 LED의 상용화 시점은 정해지지 않았다고 밝혔다. 2. 로레알 뷰티 지니어스 프랑스 뷰티 기업 로레알은 AI가 피부 관리 방법을 알려주고 제품도 추천해주는 뷰티 앱을 선보였다. 콜라스 이에로니무스 최고경영자(CEO)는 'CES 2024' 기조연설을 통해 자사의 생성형 AI를 활용한 뷰티 앱 '뷰티 지니어스(Beauty Genius)'를 공개했다. CES에서 로레알이 기조연설을 한 것은 화장품 기업으로는 처음이다. 뷰티 지니어스는 AI가 피부 관리에 관한 개인화된 맞춤형 제안을 해주는 뷰티 비서다. 이용자는 이 앱을 실행해 AI와 대화하며 맞춤형 피부 관리법과 제품을 제안받을 수 있다. AI가 이용자가 업데이트한 사진을 토대로 피부 건조 정도를 파악하고 현재의 피부 상태에 알맞은 제품을 제안하는 방식이다. 이에로니무스 CEO는 "우리는 10년 전부터 디지털 혁명에 적극 참여하고 있으며, 2018년부터 AI 기술을 개발해 오고 있다"고 설명했다. 로레알은 적외선으로 머리를 말릴 수 있는 헤어드라이어 '에어라이트 프로'(AirLight Pro)도 공개했다. 에어라이트 프로는 강력한 열과 공기를 이용해 머리카락을 건조하는 기존 헤어드라이어와 차별된다. 열을 줄이면서 공기 흐름을 최대화하는 강력한 모터를 이용한다는 점에서 다이슨의 초음속 헤어드라이어와 비슷하다. 여기에 적외선을 더했다. 3. AI 반려 로봇 삼성전자와 LG전자는 '집사 로봇'으로 AI 컴패니언(Companion·반려) 로봇 '볼리'와 '스마트홈 AI에이전트'를 선보였다. 삼성전자의 공 모양 '집사 로봇' 볼리는 지속적으로 사용자의 패턴을 학습해 진화한다. 일상 속 크고 작은 귀찮음과 불편함을 해소해주고 사용자가 외출 중에는 집을 모니터링하고 홈 케어를 돕는다. 또 자율 주행을 통해 사용자가 부르면 오고, 별도의 컨트롤러 없이 음성으로 명령을 수행한다. 볼리는 세계 최초 원·근접 투사가 모두 가능한 듀얼렌즈 기술 기반의 프로젝터를 탑재해 벽, 천장, 바닥 어디든 최적의 화면을 제공할 수 있도록 렌즈를 전환해 사용자에게 필요한 정보나 영상 콘텐츠를 어디에서나 볼 수 있고, 사용자의 얼굴 각도를 인식해 정확한 화면을 제공할 수 있다. 삼성전자는 볼리가 멀티 디바이스 경험, 돌봄, 다양한 사용성을 제공한다고 설명했다. 먼저 볼리는 앞뒤에 탑재된 카메라로 스마트싱스와 연동된 기기를 자동으로 인식·연결해 쉽고 빠르게 사물인터넷(IoT) 환경을 설정하고 집을 안전하게 관리하는 집사 역할을 수행한다. 집 안을 이동하며 공간을 인식, 맵을 스스로 완성하고 가전과 여러 기기를 스마트싱스(SmartThings)와 자동으로 연동해 쉽게 제품을 관리하고 제어할 수 있도록 돕는다. 사용자의 패턴을 학습하고 이를 루틴화해 사용자가 별도로 조작하지 않아도 사용자의 일과와 상황에 맞게 동작하도록 설정해준다. 평소 기상 시간에 맞춰 음악을 재생하고 커튼을 열고 당일 날씨나 일정을 사용자 근처의 벽이나 바닥 등에 화면을 투사해주는 식이다. 또 사용자를 대신해 가족과 반려동물을 돌봐주는 역할도 한다. 고령인 가족의 디지털 도우미 역할을 하며 건강 상태를 확인하거나 가족과의 소통 수단이 돼 준다. 시야 밖에 있는 아이나 반려동물을 모니터링해 이상 상황이 발생할 경우 사용자에게 알려주고 필요한 조치를 할 수 있게 도와주기도 한다. 요리를 할 때는 볼리를 활용해 전화를 쉽게 걸고 받을 수 있고, 게임을 하거나 영화를 시청 중일 때는 사용자를 대신해 현관 밖의 방문객을 확인해 준다. 재택근무 시에는 보조 스크린으로서 업무를 도와주는 AI 어시스턴트 역할을 할 수 있다고 삼성전자는 전했다. LG전자 '스마트홈 AI에이전트'는 두 다리에 달린 바퀴와 자율 주행 기술로 집안 곳곳을 자유롭게 이동하며 집안일에 도움을 주고 사용자와 소통한다. LG전자는 스마트홈 AI 에이전트를 '가사 해방을 통한 삶의 가치 제고'를 실현할 만능 가사생활도우미라고 소개했다. 4. 소니의 '공간 콘텐츠 창작 시스템' 가상현실 헤드셋 일본업체 소니가 가상현실(VR) 헤드셋을 착용한 채로 3차원(3D) 모델을 만들 수 있는 이른바 '공간 콘텐츠 창작' 시스템을 새롭게 선보였다. 요시다 겐이치로(吉田憲一郞) 소니 최고경영자(CEO)는 이 장비가 플레이스테이션(PS) VR처럼 게임용이라기보다는 3D를 활용하는 전문가용이라면서, 물리적 공간 위에 가상의 물체를 덮어씌우는 식으로 창작 공간을 확장할 수 있다고 소개했다. 사용자가 헤드셋 상의 4K 화질 유기발광다이오드(OLED) 화면을 보면서, 포인팅 컨트롤러 및 반지 모양 기기를 양손에 들고 실시간으로 가상 물체를 창작할 수 있다는 것이다. 키보드 등 기존 입력기기도 창작에 사용 가능하다. 헤드셋에는 카메라와 센서가 총 6개 달려있고 헤드셋 앞면을 젖힐 수 있는 만큼 사용자가 헤드셋을 완전히 벗지 않고도 실제와 가상을 오가며 작업할 수 있다. 5. 항공모빌리티, 슈퍼널-차세대 AAM 'S-A2' 현대차그룹 미래항공모빌리티(AAM) 독립법인인 슈퍼널은 차세대 기체 'S-A2'의 실물 모형을 처음 공개했다. S-A2는 현대차그룹이 2028년 상용화를 목표로 개발 중인 eVTOL(전기 수직 이착륙기)로, 2020년 CES에서 선보인 첫 비전 콘셉트 'S-A1' 이후 4년 만에 공개된 후속 모델이다. 슈퍼널은 CES 참관객들이 항공 모빌리티를 보다 가깝게 느낄 수 있도록 부스와 야외에 체험시설을 마련하고, 항공 모빌리티의 상용화를 위해 전방위적인 협력을 구축하겠다는 의지도 밝혔다. S-A2는 전장 10ｍ·전폭 15ｍ로, 조종사 포함 5명이 탑승할 수 있도록 설계됐다. 기체는 총 8개의 로터가 장착된 주(主) 날개와 슈퍼널 로고를 본뜬 V자 꼬리 날개, 승객 탑승 공간으로 이뤄졌다. 특히 기체에는 '틸트 로터'(Tilt-Rotor) 추진 방식이 적용됐다. 회전 날개인 로터가 상황에 따라 상하 90도로 꺾이는 구조로, 이착륙 시에는 양력을 얻기 위해 로터가 수직 방향을 향하다가 순항 시에는 전방을 향해 전환되는 것이 특징이다. 수직 이착륙 시 8개의 로터 중 전방 4개는 위로, 후방 4개는 아래로 기울어지는 구조는 슈퍼널이 업계 최초로 도입했다. 이 같은 추진 방식은 수직 비행을 위한 별도의 로터가 필요하지 않아 설계 복잡성을 줄이고, 기체 무게를 크게 낮추는 효과가 있다. 슈퍼널은 여러 개의 로터를 독립적으로 구동하는 분산 전기추진(DEP)을 적용해 하나의 로터가 문제가 생겨도 안전하게 이착륙할 수 있도록 했다. S-A2 기체는 특히 안정성이 강조됐다. 로터와 배터리 제어기, 전력 분배 시스템, 비행 제어 컴퓨터 등 모든 주요 장치에는 비상 상황에 대비한 다중화 설계가 적용됐다. 슈퍼널의 기체는 기존 항공기의 문법을 따르지 않고 자동차 디자인 프로세스를 접목했다. 자연의 원리를 재해석한 '기술 모방' 철학을 적용했다는 설명이다. 캐빈은 조종석과 4인 승객석을 분리해 수하물을 적재할 수 있는 공간을 확보했다. 인체공학적으로 조형된 시트는 수직 비행 시 충격을 완화하도록 설계됐다. 시트 사이에는 자동차와 같은 센터 콘솔이 적용됐다. S-A2의 승객 좌석은 2인석이나 화물칸으로 자유자재로 변형도 가능하다. 6. 정신 건강을 위한 거울 바라코다의 'BMind 스마트 미러'는 AI와 자연어 처리(NLP)를 결합하여 표정, 제스처, 톤을 통해 거울을 바라보는 사람의 감정을 분석한다. 그런 다음 사용자의 현재 기분에 맞춰 기분을 개선하고 스트레스를 더 잘 관리할 수 있도록 광선 치료 세션, 안내 명상, 자기 확언을 제공한다. 7. 필립의 손바닥 인식 스마트 잠금 장치 필립스 스마트 잠금 장치는 비접촉식 기술로 손바닥을 자물쇠의 스캐너 앞에 몇 인치만 갖다 대면 손바닥의 개별 정맥 패턴을 스캔한다. 사용자는 최대 50가지의 다양한 Palm ID 옵션을 추가할 수 있다. 스마트 잠금장치는 와이파이(Wi-Fi)를 사용하여 연결하므로 별도의 허브를 구입할 필요가 없다. 또한, 아마존 AI 비서 알렉사 및 구글 어시스턴트와도 호환된다. 8. 심박수 측정하는 젠하이저의 이어버드 젠하이저는 CES에서 세 가지 새로운 이어버드를 선보였다. 그중에서도 가장 눈에 띄는 제품은 젠하이저 모멘텀 스포츠다. 이 이어버드는 심박수 센서와 체온 센서라는 뛰어난 기능 덕분에 피트니스에 최적화되어 있다. 두 센서 모두 애플워치, 건강 앱인 스트라바(Strava) 등과 같은 피트니스 트래커, 앱 및 구독과 통합되므로 운동을 원활하게 추적할 수 있다.
- 포커스온
2024-01-11 10:15:00
도시바, 코발트 대체 신형 리튬이온배터리 개발

도시바가 코발트를 사용하지 않는 새로운 형태의 이차전지를 개발하는 데 성공했다. 일본 매체 이타임스(eetimes)는 도시바가 코발트를 사용하지 않는 5V급 고전위 양극재를 활용한 새로운 리튬이온 이차전지를 개발했다고 최근 보도했다. 코발트는 지각에서 주로 화합물 형태로 존재하며, 철운석에서 소량의 합금 형태로 발견된다. 코발트는 특히 배터리의 양극재 원료로 사용되며, 중국이 이를 가장 많이 생산하는 것으로 알려져 있다. 이러한 상황 속에서 일본의 도시바가 코발트를 사용하지 않는 신형 리튬이온 배터리 개발에 성공한 것은 주목할 만한 사건이다. 도시바는 오는 2028년 이 기술을 상용화해 미래 자동차 애플리케이션으로 확장하는 것을 목표로 하고 있다. 이 리튬이온 이차전지의 시제품은 3V 이상의 출력전압, 5분 만에 80%까지 충전할 수 있는 고속 충전 성능, 60°C의 고온에서 우수한 수명 특성을 보여준다고 회사 측은 밝혔다. 이러한 이차전지 개발 배경은 탄소 중립 달성을 위해 산업 장비와 상용차의 전기화가 시급한 상황이기 때문이다. 승용차와 달리, 버스, 트럭, 중장비와 같은 상용차량은 긴 운행 시간과 열악한 환경에서 사용된다. 기존의 리튬이온 배터리는 충전 시간이 짧다는 단점이 있고, 열악한 환경에서 수명이 단축되어 상용차의 전기화 요건을 만족시키기 어렵다. 또한, 기존의 리튬 이온 배터리는 재료 공급망에서도 문제를 가지고 있다. 코발트와 같은 희귀 금속은 수요 증가, 생산국의 불균형, 채굴 및 정제 과정에서의 환경적 문제로 인해 공급 부족과 비용 변동의 문제에 직면해 왔다. 이로 인해 세계 각국은 양극재의 코발트 사용을 줄이려고 노력하고 있다. 이러한 상황 속에서, 코발트를 사용하지 않는 5V급 고전위 양극재에 대한 관심이 높아지고 있다. 리튬 이온 배터리의 전압은 양극과 음극 사이의 전위차에 의해 결정되므로, 높은 양극 전위는 전압을 증가시키고 전력 성능을 향상시키는 데 기여할 수 있다. 그러나 높은 전극 전위는 실제로 몇 가지 문제를 야기한다. 이는 전해질과 반응하여 가스를 생성하는 것뿐만 아니라, 금속 이온이 양극에서 전해질로 용해되는 현상을 포함한다. 전해질의 내산화성을 개선하려는 시도들이 있었지만, 가스 생성을 억제하고 리튬 이온의 전도성을 유지하는 것 사이의 상충관계로 인해 이러한 문제를 해결하기 어려웠다. 5V급 고전위 음극 전해질 분해 메커니즘 밝혀 도시바는 5V급 고전위 양극이 전해질을 분해하는 메커니즘을 분석했다. 연구에서는 전해액이 음극 입자의 표면에서 분해되어 가스를 발생시키고, 음극에서 용출된 금속 이온이 음극 표면에 작용하여 가스 발생을 증가시키는 것을 발견했다. 이 연구를 바탕으로, 도시바는 양극의 입자 표면을 변형시켜 금속의 용출을 줄이는 기술과 음극 표면에서 용출된 이온을 중화하는 기술을 개발했다. 이 두 가지 기술의 결합을 통해, 기존 전해질을 사용하면서도 5V급 고전위 양극에서 발생하는 가스 문제를 크게 줄일 수 있었다. 니오븀-티타늄 산화물 양극과 결합 도시바는 이 음극을 니오븀-티타늄 산화물 양극과 결합하여 리튬 이온 이차전지를 개발했다. 산화물 음극은 수명이 길고 안전성이 높아 빠르게 충전할 수 있는 특징이 있어, 도시바는 이를 'SCiB'로 상품화했지만, 전위가 높기 때문에 배터리의 전압이 낮다는 단점이 있다. 이번 연구에서는 고전위 5V급 고전위 양극과 조합하여 양극과 음극의 전위차를 증가시켜 배터리 전압을 향상시켰다. 충방전 사이클 테스트에서의 도시바의 성능 시연은 흥미로운 결과를 보였다. 가스 발생 억제 기술이 적용되지 않은 배터리에서는 가스 발생으로 인한 팽창이 관찰되었으나, 가스 발생 억제 기술이 적용된 배터리에서는 팽창이 전혀 관찰되지 않았다. 이러한 결과는 새로운 기술의 효과성을 입증하는 것으로 볼 수 있다. 평균 출력 전압이 3.15V인 이 배터리는 기존 SCiB보다 높은 전압을 제공한다. 또한, 이 배터리는 5분 만에 80%까지 급속 충전이 가능한 성능을 보유하고 있다고 한다. 고온 환경에서의 내구성 또한 뛰어나, 60°C의 환경에서 100회의 충방전 후에도 용량 유지율이 99.2%에 달했다. 도시바 나노소재 및 프론티어 연구소 R&D센터의 선임연구원 하라다 야스히로(原田康弘)는 "5V급 고전위 양극을 가진 기존 전해액을 사용하는 배터리로서는 탁월한 성능"이라며 고온 내구성에 대한 자신감을 드러냈다. 도시바는 이 기술을 2028년 실용화하는 것을 목표로 하고 있으며, 향후 용량을 더욱 늘리기 위해 검증을 실시할 예정이다.
- 산업
2024-01-03 11:09:00
미국 오버에어 버터플라이 eVTOL, 2024년 초 첫 시험 비행

차세대 도심항공모빌리티(UAM)로 주목받는 전기수직이착륙기(eVTOL)가 곧 출시될 전망이다. 미국의 과학 전문 매체 뉴아틀라스에 따르면, 오버에어 버터플라이(Overair의 Butterfly)가 eVTOL 프로젝트인 '버터플라이'에 대한 비행 테스트를 곧 시작할 예정이라고 보도했다. 캘리포니아에 기반을 둔 항공 스타트업인 오버에어가 개발 중인 '버터플라이'는 이 분야에서 두각을 나타내고 있다. 모회사인 카렘 에어크래프트(Karem Aircraft)는 2004년 설립 이후 다양한 수직 이착륙 기술을 개발하며 미군 프로젝트에 참여해왔다. 버터플라이 프로젝트에 따르면, 상용 버전의 이 eVTOL은 조종사 한 명과 승객 네 명을 수용할 수 있으며, 최대 속도는 322km/h에 달하고 배터리 범위는 최대 161km로 계획되어 있다. 추진력은 네 개의 3날 로터(날개 2개, V-테일 2개)로 제공되며, 이 로터들은 수직 비행에서 전진 비행으로 전환 시 방향을 수평에서 수직으로 바꾼다. 버터플라이를 독특하게 만드는 특징 중 하나는 각각의 폭이 20피트(약 6미터) 이상인 큰 로터 크기로, 이는 더 작은 로터를 사용하는 다른 eVTOL 디자인에 비해 더 많은 추력을 킬로와트당 생성한다는 장점이 있다. 로터의 RPM(분당 회전수)과 각각의 블레이드 각도는 지속적으로 자동 조정되어 비행 모드에 따라 효율성이 향상된다. 이러한 RPM 조정은 호버링 시 전력 소비를 최대 60%까지 줄일 수 있으며, 블레이드 각도 조정은 진동과 로터 부하를 감소시켜 안전성과 승차감을 개선하고 유지보수 비용도 절감할 수 있다. 2023년 12월 19일에 공개된 실물 크기의 버터플라이 프로토타입은 앞서 언급된 기술들을 통합하고 있으며, 최종 생산 모델을 위한 무인 원격 제어 테스트 장치로 사용될 예정이다. 현재 지상 테스트는 캘리포니아주 산타아나에 위치한 오버에어 본사에서 진행 중이다. 비행 테스트는 내년 초, 빅터빌에 있는 회사의 테스트 시설에서 시작될 것으로 예정되어 있다. 초기 테스트는 55데시벨의 소음 목표치 달성, 추진 시스템, 비행 제어 메커니즘, 안전 기능 및 효율성 검증에 중점을 두고 진행될 예정이다. 벤 팅거 오버에어 버터플라이 CEO는 "이 실물 크기 프로토타입의 조립은 수년에 걸친 업계 전문 지식, 철저한 개발 계획, 혁신적인 엔지니어링 및 오버에어 팀의 노력을 결집시킨 것'이라며, '이 프로토타입을 통한 추진 테스트로의 성공적인 전환은 eVTOL 영역에서 보다 안전하고 조용하며 신뢰성 있는 항공기 개발에 대한 우리의 헌신을 부각시킨다"고 밝혔다. 한편, 우리나라 현대차그룹의 미국 도심항공모빌리티(UAM) 법인 '슈퍼널'은 세계 최대 가전·정보통신기술(ICT) 박람회 'CES 2024'에 최초로 참가해 신형 도심항공모빌리티 기체 티저 이미지를 선보이고 미래항공모빌리티(AAM) 생태계 구축 전략을 발표할 계획이다. 슈퍼널은 이 박람회에서 2028년 상용화를 목표로 개발 중인 도심항공모빌리티 기체의 디자인을 선보이고, 실물 크기 모델을 전시할 예정이다.
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2023-12-31 12:18:00
용융염 원자로, 안전하고 경제적인 차세대 에너지 솔루션

탄소 배출을 줄이기 위한 친환경 에너지원에 대한 세계적인 관심이 높아지고 있다. 이와 관련하여 비스니스 인사이더(BUSINESS INSIDER)는 미국이 기존의 원자로와는 다른 새로운 유형인 용융염 원자로 건설을 허가 했다고 보도했다. 이 용융염 원자로는 전통적인 원자로와 달리, 고온으로 녹인 액체 소금을 냉각재로 사용한다. 일반적인 원자로가 물을 이용하여 증기압으로 터빈을 돌려 전기를 생산하는 반면, 이 새로운 원자로는 물이 아닌 액체 소금을 사용함으로써 물의 증발 위험이 없다. 액체 소금의 끓는점이 약 1500도로 매우 높아, 원자로에 사고가 발생하더라도 냉각재의 증발로 인한 노심의 용융 가능성이 크게 낮아진다. 용융염 원자로의 독특한 점은 연료봉 대신 액체 핵연료를 사용한다는 것이다. 이 액체 핵연료는 매우 소형화되어 있어, 원자로를 더 작은 크기로 설계할 수 있으며, 연료 교체 시 원전의 가동을 멈출 필요가 없다. 이 특성 덕분에 용융염 원자로는 기존 원자로보다 크기가 작고 건설이 용이하며, 선박이나 외딴 지역과 같은 전력망이 부족한 곳에도 적합하다. 미국 원자력규제위원회(Nuclear Regulatory Commission, NRC)는 최근 미국 카이로스파워(Kairos Power)의 용융염 원자로 건설 프로젝트에 대해 승인했다. 카이로스파워는 2027년까지 테네시주 오크리지에 '에르메스(Hermes)'라 명명된 시험용 원자로를 건설할 계획이다. 이 프로젝트의 초기 버전은 전기를 생산하지 않겠지만, 그 후속 모델인 '헤르메스 2'는 2028년부터 전력 생산을 시작할 것으로 예상된다. 용융염 원자로는 1950년대부터 연구되었지만, 안전 문제와 재료의 부식 문제 등으로 인해 상용화에는 어려움을 겪어왔다. 그러나 최근의 기술 발전으로 이러한 문제들이 해결되면서, 용융염 원자로는 안전성과 경제성 측면에서 크게 개선되어 새롭게 주목받고 있다. 용융염 원자로 기술은 미국에서뿐만 아니라 중국, 영국 등 여러 국가에서도 적극적인 개발이 진행 중이다. 한국의 용융염 원자로 개발 2023년부터 한국 정부는 용융염 원자로 개발을 국가 연구개발 프로젝트로 지정하고 지원하고 있다. 이 프로젝트는 2026년까지 핵심 기술 개발을 목표로 하며, 인증 과정을 거쳐 2030년대에 해양용 원자로 첫 번째 모델의 건설을 목표로 하고 있다. 한국원자력연구원은 이 분야에서 민간 기업들과 협력하여 해양플랜트 및 선박 추진 시스템에 적용될 용융염 원자로 개발에 집중하고 있다. 우리나라의 용융염 원자로 개발은 아직 초기 단계에 있지만, 정부의 적극적인 지원과 민간 기업의 참여로 순조롭게 진행되고 있다. 우리나라가 용융염 원자로 개발에 성공한다면, 세계 최초로 해양용 원자로를 상용화하는 국가가 될 것으로 기대된다. 용융염 원자로가 상용화될 경우 기존의 원자로보다 안전하고 경제적인 방식으로 전력을 생산할 수 있는 가능성을 제시할 것이다.
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2023-12-31 10:59:00
美 MIT, 미생물 비료 코팅 개발…재생농업 촉진

미국 매사추세츠 공과대학(MIT) 화학자들은 지속 가능한 대안으로 질소 고정 박테리아를 사용해 화학 비료의 탄소 배출량을 줄이고 있다. 과학 전문 매체 사이테크데일리(SciTechDaily)는 MIT 화학 엔지니어들이 박테리아 세포의 성장이나 기능을 방해하지 않으면서 세포를 손상으로부터 보호하는 금속-유기 코팅을 개발해 종자 발아율을 크게 향상시켰다고 보도했다. 이러한 혁신은 미생물 비료의 접근성을 높이고 재생 농업을 촉진할 수 있다. 이 코팅은 박테리아 세포의 표면에 금속과 폴리페놀로 구성된 삼각형 모양의 구조를 형성한다. 이러한 구조는 박테리아 세포를 둘러싸고 보호막을 형성하여 열이나 습도, 건조 등의 손상으로부터 박테리아 세포를 보호해주어 미생물 비료의 안정성을 향상시킬 수 있다. 화학 비료 생산은 전 세계 온실 가스 배출량의 약 1.5%를 차지한다. MIT 화학자들은 일부 화학 비료를 보다 지속 가능한 공급원인 박테리아로 대체하여 탄소 발자국을 줄이는 데 도움이 되기를 기대하고 있다. 질소 가스를 암모니아로 전환할 수 있는 박테리아는 식물에 필요한 영양분을 제공할 뿐만 아니라 토양을 재생하고 해충으로부터 식물을 보호하는 데 도움이 될 수 있다. 그러나 이러한 박테리아는 열과 습도에 민감하기 때문에 대량 생산해서 농장으로 배송하기가 어렵다. 박테리아 민감성 극복 이러한 장애물을 극복하기 위해 MIT 화학 엔지니어들은 박테리아 세포의 성장이나 기능을 방해하지 않으면서 손상으로부터 세포를 보호하는 금속-유기 코팅을 개발했다. 새로운 연구에서 MIT 연구진은 이러한 코팅 박테리아가 옥수수와 청경채와 같은 채소를 포함한 다양한 종자의 발아율을 향상시킨다는 사실을 발견했다. 코팅된 박테리아로 처리한 씨앗은 코팅되지 않은 신선한 미생물로 처리한 씨앗에 비해 발아율이 150% 증가했다. 연구를 주도한 MIT 화학 공학과 아리엘 퍼스트(Ariel Furst) 박사는 "이 코팅은 농부들이 미생물을 비료로 배치하는 것을 훨씬 쉽게 만들 수 있다. 건조 공정으로부터 박테리아를 보호하고, 액체가 아닌 건조 분말이기 때문에 훨씬 더 쉽고 더 적은 비용으로 유통할 수 있다. 또한 섭씨 55.55도(화씨 132도)까지 견딜 수 있으므로 이러한 미생물을 냉장 보관을 사용할 필요가 없다"라고 말했다. 연구진은 이 기술은 화학 비료 사용을 줄여 환경 오염을 감소시킬 수 있고 토양의 영양분을 보충하고 토양을 건강하게 유지하는 데 도움이 될 수 있어 농업의 지속 가능성을 높이기를 기대한다. 이번 연구는 최근 '미국 화학학회지 Au'에 게재됐다. 미생물 보호 코팅 화학 비료는 공기 중의 질소와 수소를 결합하여 암모니아를 만드는 데 매우 높은 압력을 사용하는 에너지 집약적인 하버-보쉬 공정을 통해 제조된다. 화학 비료의 또 다른 단점으로는 이 과정에서 상당한 탄소 발자국이 발생한다는 점 외에도 장기간 사용하면 결국 토양의 영양분이 고갈된다는 것이다. 토양을 복원하기 위해 일부 농부들은 작물 순환과 퇴비화 등 다양한 전략을 사용해 토양을 건강하게 유지하는 '재생 농업'으로 전환하고 있다. 질소 가스를 암모니아로 전환하는 질소 고정 박테리아가 이러한 접근 방식에 도움이 될 수 있다. 퍼스트 박사는 열과 동결 건조로부터 미생물을 보호하기 위해 이전에 소화관으로 전달되는 치료용 박테리아를 보호하는 등 다른 용도로 미생물을 캡슐화하기 위해 개발한 금속-페놀 네트워크(MPN)라는 코팅을 적용하기로 결정했다. 이 코팅에는 금속과 폴리페놀이라는 두 가지 유기 화합물 성분이 포함되어 있어 스스로 조립되어 보호막을 형성할 수 있다. 철, 망간, 알루미늄, 아연 등 코팅에 사용되는 금속은 식품첨가물로서 안전한 것으로 간주된다. 식물에서 흔히 발견되는 폴리페놀은 탄닌과 오트 등의 분자를 포함한다. 퍼스트 박사는 "우리는 그 자체로 효능이 있는 것으로 알려진 천연 식품 등급의 화합물을 사용하여 미생물을 보호하는 작은 갑옷을 만들고 있다라고 말했다. 이 연구를 위해 연구팀은 12가지 MPN을 만들어 유해한 곰팡이와 기타 해충으로부터 식물을 보호하는 질소 고정 박테리아인 슈도모나스 클로로라피스를 캡슐화하는 데 사용했다. 연구진은 모든 코팅이 최대 섭씨 50도(화씨 122도)의 온도와 최대 48%의 상대 습도로부터 박테리아를 보호한다는 사실을 발견했다. 또한 코팅은 동결 건조 과정에서도 미생물의 생존을 유지했다. 종자 발아 향상 연구팀은 망간과 에피갈로카테킨 갈레이트(EGCG)라는 폴리페놀의 조합인 가장 효과적인 MPN으로 코팅된 미생물을 사용하여 실험용 접시에서 종자 발아를 돕는 능력을 테스트했다. 또 연구팀은 코팅된 미생물을 접시에 넣기 전에 50°C로 가열한 후 코팅되지 않은 신선한 미생물과 동결 건조된 코팅되지 않은 미생물을 비교했다. 연구 결과 코팅된 미생물은 발아율을 150% 향상 시켰다. 퍼스트 박사는 "기술을 개발할 때는 의도적으로 저렴하고 접근하기 쉽도록 설계해야 하는데, 이 기술이 바로 그런 기술이다. 이 기술은 재생 농업의 대중화에 도움이 될 것이다라고 말했다. 퍼스트 박사는 이 기술을 상용화하기 위해 세이아 바이오(Seia Bio)라는 회사를 설립했다. 세이아 바이오는 현재 이 코팅을 적용한 미생물 비료를 농업 현장에 적용하는 데 대한 연구를 진행하고 있다.
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2023-12-28 15:14:00
[퓨처 Eyes(17)] 세계 최대 화물기 '드론 라이너', 10년 내 취항 전망⋯온라인 쇼핑 혁신 기대

영국 항공 스타트업 '드론라이너'는 무한정 공중에 머물 수 있는 자율주행 화물기를 개발 중이라고 밝혔다. 드론라이너는 기존 화물기의 한계를 극복하고, 화물 운송의 혁신을 예고하고 있다. 물론 자동화된 항공기는 새로운 개념은 아니다. 지난 몇 년 동안 많은 기업들이 자율 비행을 실현하기 위해 노력해 왔다. 이러한 기업의 성장은 조종사 부족과 항공 산업의 지속가능성 개선에 대한 필요성과 밀접한 관련이 있다. 이에 따라 여러 기업이 안전하고 지속 가능한 자율주행 항공기를 개발하는 과정에 있다. 영국 일간지 더 선(The Sun)에 따르면 드론라이너는 최근 DL200과 DL350이라는 두 가지 자율주행 화물 항공기의 컨셉을 공개했다. 더 작은 DL200은 전기로 구동되는 단일 부스트 엔진으로 40개 이상의 화물 컨테이너를 실을 수 있다. 최대 화물 중량은 200톤, 최대 이륙 중량은 350톤이다. 반면에 더 큰 버전인 DL350은 세계에서 가장 무거운 항공기로, 두 개의 하이브리드 터보팬 엔진으로 구동된다. DL350은 최대 80개의 컨테이너를 적재할 수 있으며, 최대 화물 중량은 350톤이다. 또한 DL350의 최대 이륙 중량은 600톤이다. 지금까지 비행한 화물기 중 가장 큰 보잉 747-8의 적재 용량은 약 137톤이다. 드론라이너 DL200과 DL350은 모두 6500해리의 항속거리를 자랑한다. 작은 비행기인 DL200에는 터보팬 엔진이 하나, 큰 비행기인 DL350에는 두 개가 장착되지만 항속 거리는 대략 6500해리로 동일하다. 이는 베이징에서 로스앤젤레스까지의 거리보다 길고 지구 둘레의 3분의 1에 해당하는 거리다. 드론라이너의 디자인 디렉터인 마이크 데번스는 더 선과의 인터뷰에서 이 항공기를 "점보 제트기 이후 가장 흥미로운 새 비행기"라고 평가했다. 데번스는 "드론라이너의 취항을 위해서는 수십억 달러의 비용이 들겠지만, 10년 안에 이 항공기가 하늘을 날게 될 것이라고 믿는다. 드론라이너는 점보 제트기 한 대의 무게를 화물칸에 실을 수 있을 정도로 큰 크기와 강력한 엔진 덕분에 많은 양의 화물을 운송할 수 있다"고 덧붙였다. 기존 화물기의 한계 기존 화물기는 항공기의 크기와 연료 효율성의 한계로 인해 장거리 화물 운송에 적합하지 않았다. 먼저, 화물기는 여객기보다 크기가 크고 무거워 연료 소모가 많다. 이에 따라 장거리 화물 운송 시 비용이 많이 들고, 탄소 배출도 증가한다. 또한, 화물기는 탑재 중량이 제한되어 있어 대용량 화물 운송에 어려움이 있다. 현재, 취약한 공급망과 항만 혼잡은 배송을 지연시키는 주요 원인으로 지적되고 있다. 최근의 사건들은 공급망이 얼마나 쉽게 중단될 수 있는지를 보여 주었다. 코로나19 팬데믹과 감염, 또한 전쟁에 대한 우려로 인해 기존 항만과 운송 수단은 취약한 생태계를 형성하고 있다. 국제 교역의 주요 항로 중 파나마 운하와 수에즈 운하는 기후 변화와 전쟁의 영향으로 제 기능을 못하고 있으며, 이로 인해 선박들의 혼잡이 더욱 심각해지고 있다. 파나마 운하는 태평양과 대서양을 연결하며, 수에즈 운하는 지중해와 홍해를 이어준다. 전 세계 상품 교역량의 5%가 지나가는 파나마 운하가 올해 들어 전례 없는 가뭄에 따른 수위 하락으로 선박 통행량을 제한했다. 이에 미국 선박 퍼시픽 웨이하이호는 10일이 더 걸리지만 운하 통과 시 병목 현상이 없는 이집트 수에즈 운하를 이용하기로 결정했다. 수에즈 운하는 지중해와 홍해를 잇는 최단거리 바닷길로 전 세계 상품 교역량의 12%가 이곳을 통과한다. 그런데 예멘의 친이란 반군 세력인 후티가 이스라엘-하마스 전쟁 이후 '팔레스타인 지지'의 표시로 홍해에서 상선 공격을 확대하자 퍼시픽 웨이하이호의 수에즈 운하 통과 계획은 순식간에 무산됐다. 결국 이 배는 지난 18일 수에즈 해협에서 경로를 우회해 파나마 운하 이용보다 15일이나 더 걸리는 아프리카 희망봉 우회 경로를 선택했다. 지난 26일 발표된 스탠더드앤드푸어스(S&P) 글로벌 마켓 인텔리전스 보고서에 따르면, 이러한 우회 항로는 운송 비용을 15% 이상 증가시킨다. 드론항공기를 이용하면 이런 선박 혼잡도를 피할 수 있다. 드론 라이너의 특징 반면에 드론라이너는 이러한 기존 화물기의 한계를 극복하기 위해 다음과 같은 세 가지 특징을 갖추고 있다. 첫째, 드론라이너는 기존 화물기와 달리 직사각형 모양의 기체를 채택하고 있다. 이는 컨테이너를 효율적으로 실을 수 있도록 설계된 것으로, 화물 공간의 낭비를 줄일 수 있다. 둘째, 드론라이너는 하이브리드 전기 비행을 목표로 하고 있다. 이는 연료 효율성을 높이고, 탄소 배출을 줄이기 위한 것이다. 셋째, 드론라이너는 무한정 공중에 머물 수 있는 능력을 갖추고 있다. 이는 드론라이너가 승무원 없이도 자율적으로 운항할 수 있기 때문이다. 드론라이너의 미래형 기능과 전망 드론라이너는 택시 기능과 착륙, 이륙에 필요한 연료와 탑재하중을 지원하는 하이브리드 시스템을 갖춘, 연료 효율이 가장 높은 장거리 항공기로 설계됐다. 초저저항 기체는 항력을 줄이고 연료 효율적 운항이 가능하도록 설계되어 한 번의 비행으로 장거리를 이동할 수 있다. 또한 이 항공기는 지속 가능한 항공 연료(SAF)와 수소 연료로 구동되어 탄소 배출량을 95% 감축하고, 핸드링을 90% 이상 줄여 운영 비용을 절감할 수 있다. 또한 드론라이너는 완전 자율 비행이 가능하여 조종사 없이도 스스로 비행할 수 있다. 따라서 조종석이나 기내 가압장치가 필요하지 않으므로 더 빠른 적재와 하역이 가능하다. 게다가 비행기의 앞면과 뒷면을 열 수 있어 컨테이너를 더 빠르게 넣고 뺄 수 있다. 드론라이너의 상용화는 화물 운송 산업에 큰 변화를 가져올 것으로 기대된다. 드론라이너의 등장으로 화물 운송이 더욱 빠르고 저렴해지고, 온라인 쇼핑과 식료품 배송의 대중화가 촉진될 것으로 전망된다. 온라인 쇼핑과 식료품 배송 분야의 변화 특히 드론라이너는 온라인 쇼핑과 식료품 배송 분야에 큰 변화를 가져올 것으로 예상된다. 드론라이너는 화물 운송 시간을 크게 단축함으로써, 고객이 주문한 상품을 더 빠르게 받을 수 있게 해준다. 또한, 기존의 배송 방식에 비해 비용을 크게 절감할 수 있다. 이는 온라인 쇼핑업체들이 해외에서 상품을 빠르게 배송할 수 있는 기반을 마련해 주며, 고객들의 만족도를 높이는 데 기여할 것으로 보인다. 식료품 배송 업체들은 드론라이너를 활용해 신선한 식품을 빠르게 배송할 수 있게 되어, 고객들의 불만을 해소하고 경쟁력을 강화할 수 있을 것으로 전망된다. 예를 들어, 드론라이너가 상용화되면 고객이 온라인으로 주문한 상품을 당일 또는 익일 배송받을 수 있게 된다. 또한, 드론라이너를 이용하면 채소, 과일 등 신선식품이나 식료품과 같은 상품을 더욱 신속하고 안전하게 배송할 수 있을 것이다. 환경 문제 해결에 기여 드론라이너는 환경 문제 해결에도 기여할 것으로 기대된다. 드론라이너는 하이브리드 전기 비행을 통해 연료 효율성을 높이고, 탄소 배출을 줄일 수 있다. 이에 따라 화물 운송으로 인한 환경 오염이 감소할 것으로 예상된다. 드론라이너에 따르면 DL200과 DL350 두 기체 모두 하이브리드 전기 비행을 지향하며 지속 가능한 제트 연료를 사용한다. 안전성 확보가 관건 그러나 드론라이너의 상용화에는 안전성 문제가 해결되어야 할 과제로 남아 있다. 600톤에 달하는 대형 항공기가 승무원 없이 하늘을 날아다니는 것은 안전상의 우려가 있기 때문이다. 드론라이너 측은 안전성 확보를 위해 다양한 기술을 개발하고 있으며, 기존 공항을 사용하지 않고 폐쇄된 공항이나 사용하지 않는 공군 기지 등을 활용할 방침이라고 밝혔다. 이 회사는 10년 내 상용화를 목표로 하고 있다. 드론라이너의 상용화는 앞에서 살펴보았듯이 화물 운송 산업에 큰 변화를 가져올 것으로 전망된다. 화물 운송의 속도와 효율성이 크게 개선되면서, 식품 배송 산업 등의 성장을 촉진하고, 소비자들의 편익을 증진시킬 것으로 기대된다. 다만, 드론라이너 측은 안전 문제는 여러 번 강조했지만 소음 발생에 대해서는 별다른 언급이 없어서 이 또한 상용화에 앞서 선결 과제로 남았다.
- 포커스온
2023-12-28 09:08:00
루테늄 나노 입자로 녹색 수소 생산 비용 절감

최근 전 세계적으로 탄소 중립을 위한 노력이 활발해지면서, 녹색 수소의 중요성이 더욱 커지고 있다. 녹색 수소는 태양광, 풍력 등 재생 가능 에너지를 이용해 물을 전기분해하여 생산한 수소로, 생산 과정에서 이산화탄소를 배출하지 않는 친환경 에너지원이다. 그러나 기존의 녹색 수소 생산 기술은 백금이나 이리듐과 같은 귀금속을 촉매로 사용하기 때문에 생산 비용이 높아, 대규모 생산과 활용에 어려움이 있었다. 이에 따라, 저렴한 촉매를 사용하여 녹색 수소 생산 비용을 낮추기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 최근 에너지 전문매체 오일프라이스(OILPRICE)에 따르면 이탈리아의 이노바티브 테크놀로지 연구소(Istituto Italiano di Tecnologia, IIT)와 스핀오프 기업 비디멘션즈(BeDimensions)는 작은 루테늄 입자와 태양열 전해조를 이용한 녹색 수소 생산 기술을 개발했다고 발표했다. 기존의 녹색 수소 생산 방법은 백금이나 이리듐과 같은 귀금속을 촉매로 사용하기 때문에 생산 비용이 높다는 단점이 있다. 반면, 이번에 개발된 기술은 루테늄만을 사용하기 때문에 생산 비용이 크게 낮아질 것으로 기대된다. IIT와 비디멘션즈의 연구진은 루테늄 나노 입자를 전해조 음극의 활성상으로 사용해 전체 전해조의 효율성을 향상시켰다. 루테늄 나노 입자는 백금과 유사한 촉매 작용을 하지만 가격은 백금의 약 3분의 1로 저렴하다. 따라서 킬로와트당 40mg의 루테늄만을 사용하면 기존의 양이온 교환막(Proton Exchange Membrane,PEM) 전해조에 비해 생산 비용을 약 75% 절감할 것으로 예상된다. 녹색 수소 생산이 중요한 이유 녹색 수소는 태양광, 풍력 등 재생 가능 에너지를 이용해 물을 전기분해하여 생산한 수소를 말한다. 화석 연료를 이용해 생산한 수소(회색 수소, 파란 수소)와 달리 생산 과정에서 이산화탄소를 배출하지 않는다. 녹색 수소는 탄소 중립 사회로의 전환을 위한 핵심 에너지원으로 주목받고 있다. 수소는 연료전지, 연료 저장, 화학 공정 등 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 이번에 개발된 기술은 녹색 수소 생산 비용을 낮추는 데 기여할 것으로 기대된다. 이는 녹색 수소의 대규모 생산과 활용을 앞당기는 데 도움이 될 것으로 보인다. 에너지 단위당 수소 생산량은? IIT와 비디멘션즈의 연구진은 이번 기술이 기존의 양이온 교환막 전해조에 비해 에너지 단위당 수소 생산량이 높다고 밝혔지만, 구체적인 수치는 언급하지 않았다. 에너지 단위당 수소 생산량은 녹색 수소 생산 비용의 중요한 요소 중 하나다. 따라서 이 기술이 상용화될 경우 에너지 단위당 수소 생산량이 얼마나 되는지 확인하는 것이 중요하다. 루테늄 공급량은 충분할까? 루테늄은 백금 추출의 부산물로 얻어지기 때문에 연간 생산량이 백금의 7분의 1 수준이다. 따라서 이번에 개발된 기술이 상용화될 경우 루테늄의 수요가 증가할 것으로 예상된다. 루테늄의 수요 증가에 따라 가격이 상승할 가능성도 있다. 따라서 루테늄의 공급과 수요를 고려해 기술의 경제성을 평가하는 것이 필요하다. 한국, 루테늄 개발 사업 추진 한국도 루테늄 개발을 위해 노력하고 있다. 과학기술정보통신부 산하 한국과학기술연구원(KIST)은 2021년부터 루테늄의 효율적인 추출 및 정제 기술 개발을 추진하고 있다. 이 기술이 개발되면 루테늄의 생산량과 품질을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 한국수소산업진흥협회는 루테늄의 국내 자급률을 높이기 위한 연구개발(R&D) 사업을 추진하고 있다. 이 사업을 통해 루테늄의 국내 생산 기술을 개발하고, 루테늄의 수요를 창출하기 위한 노력을 기울이고 있다. 이러한 기술 개발을 통해 우리나라도 녹색 수소 생산 비용을 낮추고, 루테늄의 국산화를 추진할 수 있을 것으로 기대된다. 이번에 개발된 기술은 녹색 수소 생산 비용을 크게 낮추는 데 기여할 것으로 기대된다. 이는 녹색 수소의 대규모 생산과 활용을 앞당기는 데 도움이 될 것으로 보인다. 그러나 에너지 단위당 수소 생산량과 루테늄 공급 문제 등은 추가적인 연구와 개발이 필요하다.
- 산업
2023-12-27 11:27:00
미국, 국가안전보장 우려로 레거시반도체 중국의존도 조사

미국 정부가 중국이 생산한 레거시(범용) 반도체 칩에 대한 미국 기업들의 의존도 조사에 착수했다. 세계 반도체 시장에서 막대한 비중을 차지하는 레거시 칩을 중국이 값싸게 공급해 미국 기업의 경쟁력을 저해한다는 국가안전보장상의 우려에 대처하기 위한 조치다 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 미국 상무부는 21일(현지시간) 미국 반도체업계의 공급망및 국방산업기반에 관한 조사를 개시한다고 발표했다. 상무부는 오는 1월 산업안보국이 자동차와 항공, 방산 등 100개 이상의 기업을 대상으로 레거시 칩을 확보해 사용하는지 설문조사를 벌일 예정이라고 밝혔다. 미국 상무부는 중국이 지난 10년간 추정 1500억 다럴의 보조금을 중국 반도체기업에 제공해 미국 등 해외경쟁업체로서 세계적인 불공평한 경쟁조건을 조성해왔다며 조사에 나선 이유를 설명했다. 이번 조사는 미국기업이 소위 레거시반도체를 어떻게 조달하고 있는지를 특정하는 것을 목적으로 하고 있으며 내년 1월부터 이루어진다. 중국이 초래한 국가안전보장상의 리스크를 줄이는 것을 목표로 하며 미국 중요산업의 공급망에 있어서 중국제 레거시반도체의 사용과 조달에 초점을 맞춘다. 지나 러몬드 미 상무장관은 "지난 몇 년간 중국 정부가 자국의 레거시 칩 생산을 확대해 미국 기업들이 경쟁하기 어렵게 하려는 잠재적 우려의 징후를 목격해 왔다"며 "이번 설문조사가 다음 단계를 알려줄 것"이라고 강조했다. 익명을 요구한 미국 정부 관계자는 중국의 압박에 대응할 수 있는 관세나 다른 무역 수단 등이 다음 단계에 포함될 수 있다고 설명했다. 러몬 장관은 지난 8월 중국이 세계 시장에 값싼 레거시 칩을 대거 공급할 경우 이에 대응하기 위해 모든 수단을 사용할 것이라고 경고했다. 다만 러먼도 장관은 미국이 구형 반도체의 과잉 공급 문제에 대응하기 위해 수출 통제를 활용하지 않을 것이며 이것을 오직 최첨단 칩에만 적용할 것이라고 설명했다. 미 하원 중국특별위원회는 최근 보고서를 내고 미국이 레거시 칩에 대한 관세를 부과해야 한다고 주장했다. 레거시 칩이란 28나노 이상의 공정을 통해 제조되는 반도체 칩으로 28나노 미만 공정에서 제조되는 첨단 칩은 아니지만 전 세계 경제에 막대한 영향력을 행사한다. 지난 8월까지 전 세계에 공급되는 반도체 중 3분의 2는 2005년 이전에 상용화된 기술이 채택된 레거시 칩이었다. 코로나19 팬데믹(세계적 대유행) 이후 발생한 전 세계적인 반도체 부족은 미국 정부의 2022년 8월 미국 반도체법(Chips and Science Act)으로 이어졌다. 이를 통해 미국은 국내 반도체 제조를 활성화하기 위한 1000억 달러의 보조금을 지급하기로 했다. 미국은 국가안보를 이유로 인공지능(AI) 및 군사용으로 사용되는 최첨단 반도체와 관련해 대중국 제한 조치를 취하고 있다. 이에 대응해 중국 정부는 대규모 자원을 투입해 구형 반도체 증산에 나섰다. 상무부는 일부 중국 반도체 제조사들이 가격을 낮춰 경쟁을 저해했다고 보고 있다.
- 경제
2023-12-22 08:16:00
[퓨처 Eyes(16)] 파력 발전으로 선박 항속 거리 늘린다

중국 연구진이 선박에 탑재할 수 있는 파력 발전기를 개발해 눈길을 끌고 있다. 연구진에 따르면, 이 발전기를 탑재하면 선박의 항속 거리가 최대 3배까지 늘어날 수 있다. '파력 발전((Wave Power)'은 해양에서 파도의 운동 에너지를 활용하여 전기 에너지를 생성하는 기술이다. 다시 말하면, 파력 발전은 바다의 파도, 조류, 밀물, 파랑 등 해양 에너지 현상을 이용해 전기를 생산하는 방식으로 재생 가능한 에너지원 중 하나로 간주된다. 바닷물은 지구의 70%를 차지하고 있다. 바다의 파도는 바람에 의해 형성되며, 이 움직임에는 상당한 양의 에너지가 포함되어 있다. 파력 발전은 이 에너지를 포착하여 사용 가능한 전기로 변환한다. 기술 전문매체 뉴 아틀라스에 따르면 중국 상하이 선박 및 해운연구소 연구팀은 선박의 갑판 아래 설치할 수 있는 파력 발전기인 '히빙 오실레이터(Heaving oscillators)'를 개발했다. 히빙 오실레이터는 해상에서 파도의 움직임을 이용하여 에너지를 생산하는 장치이다. 원래 히빙 오실레이터는 부유체(buoy)를 사용하여 파도의 움직임을 전달받아 움직이는 구조물이다. 부유체가 파도의 움직임에 따라 위아래로 움직이면, 이 움직임은 발전기와 연결된 기계장치를 통해 전기 에너지로 변환한다. 기존의 파력 발전기는 이러한 부유식 구조물에 설치해 파도의 움직임을 직접 활용하여 전기를 생산한다. 하지만 파력 발전기를 선박에 설치할 경우 화물 공간을 차지하게 되고, 파도로 인한 충격을 더 심하게 받을 수 있다는 단점이 있다. 중국 상하이 선박연구소 연구팀은 이러한 단점을 해결하기 위해 선박의 갑판 아래에 히빙 오실레이터를 설치했다. 갑판 아래 설치된 히빙 오실레이터는 선박이 바다를 이동할 때 일어나는 선박의 기울기와 구르기, 피칭 동작을 유압 실린더로 전달해 전기를 생산한다. 또한, 오실레이터의 무게를 조절할 수 있어 극한의 날씨에서도 선박 구조에 가해지는 스트레스를 줄일 수 있다. 중국 연구진, 파력 발전기 개발 상하이 선박연구소의 연구팀은 화물 공간을 확보하기 위해 파력 발전기를 화물선 갑판 아래에 설치하되 선체에 의해 바닷물로부터 격리되는 2체형 포인트 흡수 시스템을 제안했다. 이 장치는 선박의 상단과 하단에 단단히 부착된 프레임과 프레임 레일을 위아래로 움직일 수 있는 진동자 본체, 진동자를 매달기 위한 스프링, 진동자의 바닥과 하단에 부착된 유압 실린더로 구성된다. 유압 동력 이륙 장치를 통해 오일을 펌핑하는 실린더는 오실레이터가 선박과 고정된 프레임 사이에서 상하로 움직이며 에너지를 생성하도록 한다. 또한 오실레이터는 물로 채워져 있으며, 무게를 조절하기 위해 물을 추가하거나 뺄 수 있는 시스템이 장착되어 있다. 이는 특히 극한의 날씨 조건에서 오실레이터의 무게를 감소시켜 선박 구조에 가해지는 스트레스를 줄이는 데 특히 유용하다. 연구팀은 "이 새로운 설계를 통해 선박이 기울어지거나 구르거나 피치 운동을 할 때 슬라이드 막대를 따라 움직일 수 있는 오실레이터를 구현할 수 있었다"고 밝혔다. 또한 "이를 통해 이전 설계에서 하나 또는 두 개의 운동 축에 국한되었던 것과 달리 세 개의 다른 운동 축에서 에너지를 생성할 수 있다"라고 설명했다. 시뮬레이션 테스트를 통해 연구팀은 이 발전기가 파도가 90도 각도로 선박 측면에 직접 부딪히는 상황, 즉 빔 해역에서 에너지 포집 효율이 가장 높다는 사실을 확인했다. 특히 이 시스템은 '특정 파도 주기'에서 축대칭 점 흡수기의 이론적 최대 흡수 전력의 최대 90.71%"에 도달할 수 있는 것으로 나타났다. 연구팀은 파도 탱크에서의 테스트를 위해 시스템 프로토타입을 제작하는 것을 다음 단계로 계획하고 있다. 이들은 동일한 시스템을 다른 해양 구조물과 통합하여 작동하도록 "설계를 쉽게 확장할 수 있다"고 밝혔다. 또한 연구팀은 향후 파도 탱크 테스트를 통해 히빙 오실레이터의 성능을 추가적으로 검증할 예정이다. 이 과정을 통해 시스템을 다양한 해양 구조물에 적용 가능하도록 확장하는 방안을 탐구할 계획이다. 이 연구는 '재생 에너지(Renewable Energy)' 저널에 개재됐다. 선박에 탑재된 파력 발전기의 장점 부유식(플로팅) 방식의 파력 발전기는 대규모 설치가 가능하고, 전력 그리드와의 연계가 용이하다는 장점이 있다. 그러나 설치 비용과 유지 관리 비용이 높다는 단점이 있다. 이에 반해, 선박에 탑재된 파력 발전기는 기존의 플로팅 방식에 비해 설치 비용이 저렴하고, 유지 관리가 쉽다. 또한, 선박이 운항하면서 발생하는 파동을 활용할 수 있기 때문에, 에너지 효율이 높다는 장점이 있다. 파력 발전의 상용화 전망 이 연구는 파력 발전의 상용화를 위한 중요한 진전으로 평가받고 있다. 파력 발전은 재생 가능 에너지원 중 하나로, 기존의 화석 연료에 비해 친환경적이라는 장점이 있다. 이번 연구가 상용화된다면, 선박의 운항 효율을 높이고 해양 환경 보호에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 다만, 이 연구에서 조사하지 않은 한 가지는 평균적인 선박 여행에서 얼마나 많은 전력을 공급할 수 있는지 여부이다. 이는 선박 내부의 공간 고려 사항과 함께 이 같은 시스템이 광범위하게 활용될 수 있는지 여부의 핵심이 될 것이다. 또한, 파력 발전에는 여러 도전과제가 있다. 파도의 불규칙성과 해양 환경의 거친 조건 때문에 설치와 유지 관리가 어려울 수 있으며, 초기 투자 인프라 구축에 비용이 많이 들 수 있다. 또한 해양 환경에 영향을 미칠 수 있는 환경적인 문제도 고려해야 한다. 한국에 적용 가능성은? 히빙 오실레이터는 대형 선박의 항속 거리를 늘리는 데 효과적인 기술로 평가된다. 특히, 한국은 해운 강국으로, 대형 선박을 많이 보유하고 있다. 따라서 히빙 오실레이터가 한국의 해운 산업에 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 다만, 히빙 오실레이터가 한국에 도입되기 위해서는 몇 가지 과제가 해결되어야 한다. 우선, 히빙 오실레이터의 경제성을 검증해야 한다. 또한, 한국의 해역 환경에 맞게 설계되어야 한다. 연구팀은 "히빙 오실레이터는 기존의 파력 발전기와 비교해 효율적이고 안전하다"며 "향후 상용화를 위해 노력하겠다"고 밝혔다.
- 포커스온
2023-12-21 09:55:00
정부, 로봇·자율주행·UAM 친화형 건물 1만동 건설

정부가 2035년까지 도심에 로봇, 자율주행 자동차, 도심항공교통(UAM) 친화형 건물 1만동을 만들겠다는 로드맵을 발표했다. 이 건물들은 로봇이 자유롭게 이동할 수 있는 공간과 자율주행 자동차를 위한 주차 공간, UAM 이착륙장 등을 갖추게 된다. 정부는 내년 상반기 고양창릉 제3기 신도시에 로봇 친화형 아파트를 짓기 위한 특별 설계 공모를 개최할 예정이다. 또한, 규제를 완화하고 인센티브를 제공해 이러한 건물의 건설을 지원할 계획이다. 이러한 계획은 4차 산업혁명 시대에 맞춰 도시를 스마트화하고, 로봇과 자율주행 자동차의 보급을 확대하기 위한 것이다. 원희룡 국토교통부 장관은 19일 경기 성남시 네이버 1784 사옥에서 '스마트플러스빌딩 활성화 로드맵'을 발표했다. 국토부는 서울고속터미널, 가천길병원, 고양시청 및 서대문구 청사를 스마트플러스빌딩으로 개발하기 위한 공동연구 업무협약(MOU)을 체결했다. 이 MOU에는 현대엘리베이터, 현대차, 현대건설, 네이버랩스, 희림건축, 간삼건축 등 총 28곳의 기업과 기관이 참여했다. 이 협약은 해당 시설들을 첨단 기술과 편의성이 통합된 스마트 건물로 전환하기 위한 연구와 협력의 기반을 마련하고자 하는 것이다. '스마트플러스(+)빌딩'으로 이름을 붙인 미래 모빌리티 친화형 건물에는 용적률·건폐율 완화 혜택을 주고, 관련 건축 기준도 마련할 계획이다. 건물 외부에서 아파트 방 안까지 로봇 배송이 원활하게 이뤄지려면 문턱, 경사가 없어야 하고, 로봇 제어를 위한 전력·통신설비, 충전을 위한 공간이 필요하다. UAM의 경우 도심 빌딩에 이착륙장인 버티포트를 설치해야 효율적으로 작동할 수 있는데, 그러려면 건축물 구조와 기능을 바꿔야 한다. '버티포트(Vertiport)'는 '수직(vertical)'과 '공항(airport)'의 합성어로 도심항공모빌리티(UAM)과 같은 수직 이착륙 비행체가 충전과 정비 등을 할 수 있는 터미널이다. 스마트플러스빌딩은 UAM, 로봇 등이 원활하게 작동할 수 있도록 공간 구조와 설비를 갖춘 건축물을 뜻한다. 이번 로드맵은 원희룡 장관과 하헌구 인하대 교수를 공동위원장으로 하고, 산·학·연 65개 기관이 참여하는 스마트플러스빌딩 얼라이언스가 지난 2월부터 논의해 온 결과다. 최종 목표인 스마트플러스빌딩 1만동 구축을 위해 정부는 우선 내년 상반기 3기 신도시인 고양창릉에서 로봇 친화형 아파트 조성을 위한 '미래건축 특별설계공모'를 한다. 생활권 단위로 주거지역 내 소규모 로봇 물류거점 조성도 허용하기로 결정했다. 건축법 시행령을 고쳐 500㎡ 미만 소규모 주문배송시설의 제2근린생활시설 입지를 허용한다. 아울러 완전 자율주행차 시대를 대비한 건축물 공간 변화도 꾀한다. 자율주차가 가능해지면 건물 내 주차 공간을 축소하거나, 외부로 분리할 수 있다. 한편, 완전 자율주행차, 즉 레벨 5 자율주행차는 어떠한 인간의 개입도 필요하지 않는 자동차를 의미한다. 이 차량은 모든 도로 조건과 환경에서 스스로 운전할 수 있으며, 운전자는 운전에 전혀 관여할 필요가 없다. 이러한 자율주행차는 고도의 센서, 인공지능, 기계 학습 알고리즘을 사용하여 주변 환경을 인식하고, 안전하게 목적지까지 운행한다. 현재 완전 자율주행차는 아직 상용화 단계에 이르지 않았으며, 기술 개발과 법적, 윤리적 문제들이 해결되어야 할 과제로 남아 있다. 정부는 아파트에 자율주차 지원 로봇을 설치할 경우 기계식 주차장 설치를 허용하고, 자율주행 차량을 활용한 외부 주차장 확보 시 주차장 설치 규제를 완화할 방침이다. 또한, 도로에 인접한 건물 저층부에는 자율주행 차량용 도킹 데크, 차량용 엘리베이터, 개인형 이동수단(PM) 주차 공간을 설치하여 편리한 환승 동선을 구축할 예정이다. 건축물 용도에 'UAM 버티포트'를 신설하고, 공공 기능을 갖춘 버티포트에는 용적률과 건폐율 완화를 고려하고 있다. 국토부는 스마트플러스빌딩 조성을 위한 가이드라인을 2024년에 마련하고, 2025년 건물 인증제 도입 및 관련 특별법 제정을 추진할 예정이다. 아울러 규제 완화와 인센티브 부여, 선도사업 지원을 위한 특별법 제정도 추진한다. 이번 스마트플러스빌딩 건축으로 국토부는 건출산업 매출은 12조원, 일자리는 13만개 창출할 것으로 전망했다.
- IT/바이오
2023-12-19 15:52:00
LG이노텍, 전기차 핵심 '무선 배터리 관리시스템' 개발 성공

LG이노텍이 17일 배터리 성능을 대폭 개선한 무선 배터리 관리 시스템(BMS) 개발에 성공했다고 발표했다. BMS는 전기차에 필수적인 부품으로, 배터리의 전압, 전류, 온도 등을 실시간으로 모니터링하여 배터리의 성능과 수명을 최적화하는 제어 시스템이다. 특히 이번에 개발된 무선 BMS는 케이블과 커넥터가 없어 유선 BMS에 비해 차량의 무게를 3090kg 줄일 수 있으며, 배터리 팩의 여유 공간을 1015% 더 확보할 수 있어 배터리 용량을 증가시킬 수 있다. 이로 인해 전기차와 자율주행차의 핵심 부품으로 주목받고 있다. LG이노텍의 무선 BMS는 상용화된 제품 중에서 가장 높은 800볼트(V)의 전압으로 출시됐다. 높은 전압은 충전 시간을 단축시키는데 기여하기 때문에 많은 국내외 완성차 업체들이 전기차 전압 시스템을 800V로 전환하는 추세다. LG이노텍은 1980년대부터 무선주파수(RF) 모듈레이터 개발을 시작으로 40년간 축적한 무선통신 기술 역량을 바탕으로 이 무선 BMS를 선제적으로 개발했다고 밝혔다. LG이노텍 무선 BMS에 탑재된 RF 통신모듈은 현재 상용화된 모든 타입의 무선 BMS용 통신칩을 호환 적용할 수 있어 고객사의 모든 전기차종에 쉽게 적용이 가능하다. LG이노텍의 무선 BMS에 사용된 RF 통신모듈은 현재 시장에 나와 있는 모든 무선 BMS용 통신칩과 호환될 수 있어 다양한 전기차 모델에 손쉽게 적용될 수 있다. 이 덕분에 LG이노텍은 빠르게 성장하고 있는 글로벌 무선 BMS 시장에서 유리한 위치를 확보할 수 있었다고 설명했다. 또한, LG이노텍은 배터리 팩 개발 단계에서 무선통신의 품질을 가상으로 검증할 수 있는 시뮬레이션 기술을 업계 최초로 개발했다. 이 가상 검증 결과는 실제 측정치와 95% 이상 일치하는 것으로 나타나, 그 유효성이 입증됐다. 이러한 사전 기술 검증을 통해 완성차 및 차량 부품 제조사들이 별도의 기술성 테스트를 의뢰하는 번거로움을 줄일 수 있게 됐다. LG이노텍은 내년부터 무선 배터리 관리 시스템(BMS)의 본격적인 양산을 시작할 계획이다. 이를 위해, 회사는 국내외 주요 완성차 업체들을 대상으로 프로모션 활동을 강화하며 시장 선점에 박차를 가할 전략을 수립했다. 또한, LG이노텍은 다음 달인 2024년 1월 미국 라스베이거스에서 열리는 세계 최대의 가전 및 IT 박람회인 'CES 2024'에 무선 BMS를 전시할 예정이다. 이를 통해 회사는 해당 제품에 대한 관심을 더욱 증대시키고 시장 진입을 강화하고자 한다. 이와 더불어, LG이노텍은 최근 확보한 기술을 바탕으로 무선 전기차 충전 컨트롤러(EVCC) 개발에도 착수할 계획이다. 이는 회사의 기술 범위를 확장하고 무선 기술 분야에서의 리더십을 강화하기 위한 전략적 움직임으로 보인다. 업계 전망에 따르면, 주요 글로벌 완성차 업체들이 내년부터 무선 배터리 관리 시스템(BMS)의 본격적인 도입을 계획하고 있다. 이에 따라 2022년 약 90억원 규모인 글로벌 무선 BMS 시장은 2028년까지 1조 3000억원으로 크게 성장할 것으로 예상된다. 문혁수 최고경영자(CEO)는 LG이노텍이 차별화된 고객 가치를 제공하는 전장부품의 종합 솔루션 공급업체로서의 입지를 계속 확장해 나갈 것임을 강조했다. 이는 회사가 지속적으로 혁신적인 기술과 제품을 개발하며 글로벌 시장에서의 리더십을 강화하려는 전략의 일환이라고 할 수 있다.
- 산업
2023-12-17 10:58:00
원자력연, 한국형 소형 원전 해외진출 본격화

한국원자력연구원이 독자 개발해 세계 최초로 표준설계인가를 획득한 소형모듈원자로(SMR)인 SMART(System-integrated Modular Advanced ReacTor)를 상용화하기 위해 민간기업 현대 엔지니어링과 협업한다. 원자력연구원은 한국형 소형원전 SMART 수출을 본격화하기 위해 현대엔지니어링과 업무협약을 체결했다고 11일 밝혔다. 원자력연구원은 원자로 설계 및 현지 인허가 업무를, 현대엔지니어링은 SMART 실증 및 상용화를 위한 사업 개발을 담당할 예정이다. 원자력연은 지난 4월 캐나다 앨버타주와 탄소 감축을 위한 SMART 활용 업무협약을 체결했다. 이후 9월에는 캐나다원자력공사(AECL)와 협력 양해각서(MOU)를 체결하며, 앨버타주와 온타리오주에서 SMART 실증과 상용화 노력을 해왔다. 원자력연과 현대엔지니어링은 SMART 실증·건설사업이 속도를 낼 수 있도록 캐나다 현지 사업 기반을 강화할 계획이다. 두 기관은 지난 9월 캐나다원자력연구소(CNL)의 다양한 SMR 기술을 실증하는 'SMR 실증 프로그램'에 신청서를 공동 제출했다. 내년에는 캐나다 파트너사 확보 및 현지 사업체계 등을 구축할 계획이다. 소형 일체형 원자로인 SMART는 발전 용량이 기존 대형 원전의 10분의 1 규모이다. 용기 하나에 원자로, 증기발생기, 가압기, 냉각재 펌프가 모두 포함돼 있어 SMR 중 가장 빨리 실증 배치가 가능한 것으로 평가되고 있다. 주한규 한국원자력연구원장은 최근 현대엔지니어링과의 업무협약과 관련하여, 이 협약이 한국 고유의 소형모듈원자로(SMR)인 SMART 기술을 활용하여 국내 기업이 주도적으로 사업을 개발하는 시작점이 될 것이라고 말했다. 한편, '소형 원자로(SMR)'는 전통적인 대형 원자로와 달리 작은 크기로 경제성과 유연성, 안전성, 확장성 등의 장점을 갖고 있다. 최근 급격한 기후 변화의 위협으로, 탄소배출을 최소화하는 에너지원에 대한 수요가 크게 증가하고 있다. 소형 원자로는 이러한 배경 속에서 미래의 주요 전력 공급 수단으로 주목받고 있다. SMR은 원자력 연료의 재사용 기술로 연료 수명을 연장하며, 방사성 폐기물의 양도 줄인다. 초기 투자 비용이 적기 때문에, 소규모 전력 시장과 개발 도상국도 원자력 발전을 채택하기 쉽다. 또한 SMR의 크기와 디자인은 유연성을 높여주며, 원격 지역, 도시 인근, 심지어 산업 시설 안에도 설치가 가능하다. 대부분의 부품은 공장에서 미리 제작되므로 현장에서의 설치도 빠르고 효율적이다. 필요에 따라 여러 개의 SMR을 한 지역에 설치해 발전 용량을 조절할 수 있어, 수요 변동에 유연하게 대응한다. 이러한 특징들로 인해 투자자들에게 상업적으로 매력적이며, 전통적인 대형 원자로보다 빠른 수익 회수가 가능하다.
- 산업
2023-12-11 17:57:00
'로봇 개' 예술가로 데뷔⋯미술관 입성

최근 로봇 기술의 발전 속도가 놀랍게 빨라지고 있다. 이제 로봇은 단순한 산업용 업무 지원에서 벗어나 노인 요양보호사 역할, 심지어 웨어러블 기기까지 다양한 분야에서 활약하고 있다. 특히, 로봇이 예술가로서의 역할을 수행하는 날도 가까워지고 있는데, 이는 한 예술가가 영화 '블랙 미러'를 연상케 하는 스타일의 로봇 개 세 마리에게 그림 그리기를 가르치면서 시작되었다. 미국 매체 비즈니스인사이더(businessinsider)는 영국 가디언 보도를 인용해 로봇 개 세 마리가 호주 빅토리아 국립 미술관에서 4개월간 진행되는 레지던시 프로그램에 참가하고 있다고 했다. 레지던시 프로그램은 예술가들에게 일정 기간 거주할 수 있는 공간과 전시공간, 작업실 등을 제공해 창작 활동을 지원한다. 보스턴 다이내믹스가 제작한 이 로봇 개들은 도킹 스테이션을 갖춘 자체 스튜디오에서 그림 그리기를 배우고 있다. 이 스튜디오는 전 스페이스X(SpaceX) 상주 예술가이자 폴란드계 미국인 화가 아그니에스카 필라트(Agnieszka Pilat)가 운영하고 있다. 넷플릭스의 인기 시리즈 '블랙 미러'(2019년 첫개봉)에 등장하는 로봇 개와 유사하게 생긴 이 로봇 개들은 2015년 처음 공개되어 빠르게 주목을 받았다. CNN 보도에 따르면, 이 로봇 개들의 첫 동영상은 2200만 회 이상의 조회수를 기록했다. 멜버른에 위치한 빅토리아 국립 미술관에서는 필라트 주도로 이 로봇 개들을 위한 4개월간의 레지던시 프로그램을 진행하고 있다. 보도에 따르면, 이 스튜디오에는 바시아(Basia), 반야(Vanya), 버니(Bunny)라는 이름의 로봇 개들이 사용할 수 있는 도킹 스테이션과 로봇의 위치를 추적할 수 있는 QR 코드가 포함된 큐브가 설치되어 있다. 필라트는 "빅토리아 국립 미술관 팀과 함께 일할 수 있어서 정말 좋았다. 특히 나를 믿어준 박물관 큐레이터 이완 맥오인(Ewan Mceoin)에게 감사드린다"고 말했다. 그녀는 이번 프로젝트를 "팀워크의 훌륭한 예"라고 평가하며, "이것은 인류를 위한 미래 기술의 미묘한 가능성을 탐구하는 영광스러운 일"이라고 덧붙였다. 한편, 폴란드 출신의 예술가 아그니에스카 필라트는 자신이 훈련시킨 로봇 개 중 하나를 마치 애완동물처럼 여기며, 뉴욕 주변을 산책할 때 함께 동행한다. 그녀는 "사람들이 로봇 개의 등장을 예상하고 있지만, 로봇들이 아직은 어색하게 행동하는 것처럼 보인다"고 말했다. 보스턴 다이내믹스는 인공지능(AI) 소프트웨어 회사 레바타스(Levatas)와 협력하여 오픈AI의 챗GPT 기술을 '스팟(Spot)'이라는 로봇에 통합했다. 이로 인해 일부 로봇 개들은 이제 말하는 기능도 갖추게 되었다. 패스트 컴퍼니(Fast Company)는 로봇이 구글 어시스턴트(Google Assistant)의 음성 기술을 사용하여 사람의 말을 듣고 음성으로 답변할 수 있다고 보도했다. 이 기능은 아직 상용화되지 않았지만, 로봇이 수행할 수 있는 다른 기능 중 일부에는 누출 및 유출 감지와 제조 및 물류 산업의 장비 손상 강조 등의 '임무' 수행이 포함되어 있다. 필라트의 웹사이트에 따르면 그녀는 스페이스X에서 또 다른 레지던시를 시작하기 전인 2020년부터 2021년까지 보스턴 다이내믹스의 레지던시 예술가였다. 그녀는 자신의 사이트에서 "기계는 인류의 아이들이다"라며 "나는 그들에게 가족 앨범의 한 페이지를 제공할 뿐이다"라고 말했다. 스팟 개(Spot Dogs)는 자체 쇼를 진행한 최초의 로봇 아티스트가 아니다. 2021년 휴머노이드 로봇 아이다(Ai-Da)는 런던 디자인 박물관에서 전시회를 연 바 있다. 바이러스성 휴머노이드 로봇 아메카(Ameca)를 만든 회사인 엔지니어드 아츠(Engineered Arts)에서 만든 아이다는 카메라 눈, 로봇 팔 및 AI 알고리즘을 사용하여 그림을 그릴 수 있다. 이 로봇은 지난해 이탈리아 자르디니의 유럽 예술 협의회(Concilio Europeo Dell'Arte)에서도 전시회를 가졌다.
- 산업
2023-12-07 13:57:00
체코 스타트업, 반려동물용 배양육 유럽 최초 승인

체코의 스타트업 베네 미트 테크놀로지스(Bene Meat Technologies)가 반려동물용 배양육에 대한 유럽연합(EU)의 승인을 획득했다. 이는 유럽에서 반려동물 사료용 배양육에 대한 최초의 승인 사례이다. 일본 매체 와이어드(WIRED)는 최근 베네 미트는 살아 있는 동물로부터 세포를 채취하여 깨끗한 환경에서 배양함으로써 고기를 생산하는 기술을 개발했다고 전했다. 이 과정에서 세포는 공기와 영양분을 공급받으며 성장한다. 반려동물 사료부터 인간용 배양육 생산 베네 미트는 현재 개와 고양이용 반려동물 사료 생산에 주력하며 상업 생산을 위한 준비를 진행 중이다. 미국의 바이오크래프트 펫 뉴트리션(BioCraft Pet Nutrition)도 이와 유사한 단계에 있으며, 미국 식품의약국(FDA)과 협의를 진행 중이다. 로만 크리츠 베네 미트의 CEO는 "현재 5개의 해외 사료 제조업체와의 협상을 진행하고 있으며, 이들과의 합의에 도달하는 것이 다음 목표다"라고 밝혔다. 베네 미트는 기본 배양육을 제조업체에 공급할 계획이며, 이들은 이를 더 개선하고 다른 재료와 혼합하여 최종 제품을 상용화할 계획이다. 크리츠 CEO는 "현재 시중의 많은 반려동물 사료는 도축 과정에서 나오는 부산물로 만들어지며, 실제 고기 함량이 매우 낮다. 우리의 제품은 고급 애완동물 사료 브랜드의 가격과 비슷할 것으로 예상한다"라고 덧붙였다. 이어서 베네 미트는 인간용 배양육 생산을 목표로 하고 있으며, 이를 위해서는 제품의 질감과 모양을 최종 다진 고기와 유사하게 조정하는 것이 중요하다. 크리츠 CEO는 "언젠가는 3D 프린터를 사용하여 배양육을 실제 스테이크처럼 보이게 할 수 있겠지만, 비용과 사업 확장 방법을 고려할 때 아직 갈 길이 멀다"라고 말했다. 배양육의 윤리·환경적 장점 베네 미트의 배양육 생산은 동물 사육과 도축이 필요하지 않다는 윤리적 이점이 있다. 또한, 생산에 필요한 에너지 소모가 적어 환경적 장점도 있다. 크리츠 CEO는 "배양육 생산이 소 사육보다 환경에 더 큰 영향을 미친다고 생각하지 않는다. 세포는 증식을 통해 스스로 열을 생산한다. 공기와 영양만 있으면 된다. 오늘날 거의 사용되지 않는 유기 원료는 배양액의 영양 공급원으로 사용할 수 있다. 그렇지 않으면 버려질 물건들이 재사용된다"라고 말했다. 체코, 배양육 개발 경쟁 가열 베네 미트가 반려동물 사료용 배양육을 생산하기 시작한 데 이어, 또 다른 체코 기업인 뮤어이(Mewery)도 돼지고기 버거 등 세 가지 배양육 프로토타입을 개발했다고 밝혔다. 뮤어이는 미세조류(Microalgiers)를 이용한 배양법을 사용하고 있다. 이 회사는 2026년에 첫 식용 배양육의 시범 판매를 시작할 계획이며, 이는 고급 육류 및 고급 야채 제품과 동일한 가격대로 제공될 것으로 예상된다. 뮤어이의 설립자인 로우먼 라오스(Roman Rouse)는 "우리는 일정량의 배양육을 생산할 수 있다는 것을 입증했으며, 앞으로 제품을 다양화하는 방법뿐만 아니라 더 많은 양을 생산하기 위한 핵심 조건도 알고 있다"라고 말했다. 이 회사는 제품 개발을 돕기 위해 미슐랭 스타 세프 등을 접촉한 것 외에도 다양한 식품 전문가를 초대하는 것을 고려하고 있다. 라오스는 배양육 산업의 성공 열쇠는 배지의 저렴한 비용이라고 말했다. 그는 "미세조수류는 일반적으로 사용 가능한 배양 방법보다 저렴한 비용으로 제품을 제공하는 데 사용할 수 있다"라고 말했다. 미국, 식용 배양육 판매 허가 첫발 미국 농무부(USDA)는 식당과 상점에 배양육을 제공하는 두 개의 스타트업을 승인했다. 캘리포니아에 본사를 둔 업사이드 푸드(Upside Foods)와 굿 미트(Good Meat)는 살아있는 닭 세포에서 배양한 닭고기를 판매할 예정이다. 이 배양육은 양조장의 발효 탱크와 유사한 대형 스테인리스 탱크에서 성장되며, 세포는 살아 있는 닭, 깃털, 수정란, 심지어 특수 유전자 은행에서도 채취할 수 있어 동물 도살이 필요 없다. 업사이드 푸드는 '롤러 병'이라 불리는 방법으로 얇은 조직을 배양하는 기술을 사용한다. 이 방법은 비용이 많이 들고, 소량의 고기를 생산하는 데 몇 시간의 노동이 필요하다. 반면, 굿 미트는 '유체 흐름 배양' 기술을 사용하여, 롤러 병 방법보다 효율적이고 대량 생산에 더 적합한 방법을 개발했다. 두 회사는 아직 구체적인 출시 일정을 발표하지 않았지만, 2023년 말까지 제품을 출시할 계획이다. 한국 배양육 시장 우리나라는 CJ제일제당, 신세계푸드, 풀무원 등이 배양육 개발에 뛰어들었다. CJ제일제당은 2024년까지 배양육 상용화를 목표로 하고 있다. CJ제일제당은 2023년 5월에 미국의 배양육 스타트업인 '비욘드 미트'와 합작법인을 설립했으며, 이를 통해 배양육 기술을 확보하고 있다. 신세계푸드는 2025년까지 배양육 햄버거를 출시할 계획으로 2022년 12월에 미국의 배양육 스타트업인 'JUST'와 파트너십을 체결했으며, 이를 통해 배양육 기술을 도입하고 있다. 풀무원은 배양육을 활용한 라면, 냉동식품 등을 개발하고 있다. 풀무원은 2022년 10월 미국의 배양육 스타트업인 '멤피스 미트(Memphis Meats)'와 업무협약을 체결했으며, 이를 통해 배양육 기술을 연구하고 있다. 배양육은 동물 사육과 도축을 필요로 하지 않기 때문에 윤리적, 환경적 이점이 있다. 또 육류 생산에 필요한 물과 에너지를 줄일 수 있다. 전 세계적으로 배양육 개발이 활발히 진행되고 있어 향후 몇 년 안에 배양육이 대중에게 보급될 것으로 예상된다.
- IT/바이오
2023-12-06 17:33:00
영국 스타트업, 핵융합 원자로로 암 치료 새 지평 열어

의학 및 약학 기술의 발달로 '암'이 더 이상 치료 불가능한 질병으로 여겨지지 않는 가운데, 영국의 한 스타트업이 핵융합 기술을 활용한 새로운 암 치료법을 개발해 주목을 받고 있다. 최근 미국 IT 전문지 '인터레스팅 엔지니어링'은 영국의 스타트업인 아스트랄 시스템즈(Astral Systems)가 암세포를 직접적으로 치료할 수 있는 혁신적인 핵융합 원자로 기술을 공개했다고 보도했다. 아스트랄 시스템즈는 브리스톨 대학에서 설립된 회사로, 최초의 다중 상태 핵융합(MSF) 원자로를 개발했다고 한다. 이 원자로는 암 방사선 치료와 진단 영상 촬영에 필수적인 의료용 동위원소를 생산하는 데 중점을 두고 설계됐다. 의료용 동위원소는 방사선 치료 중 암세포를 효과적으로 파괴하는 데 사용되는 방사성 물질로, 표적 암 치료에 있어 중요한 역할을 한다고 이 매체는 전했다. 아스트랄 시스템즈의 공동 창립자이자 브리스톨대학교의 객원 연구원 탤몬 퍼스톤(Talmon Firestone) CEO는 "핵의학은 의료계가 암을 스캔하고 종양과 암세포를 근원지에서 직접 치료할 수 있도록 함으로써 수십 년 동안 생명을 구하는 데 크게 기여했다"라고 말했다. 또한 신체 내에서 '방사성 추적자' 역할을 해 영상을 통해 의학적 상태를 쉽게 감지할 수 있다. 이러한 동위원소는 신체 내에서 방사선을 생성하여 의료 전문가에게 장기와 조직의 구조 및 기능에 관한 중요한 정보를 검출하고 정량화할 수 있게 해준다. 현재 전 세계 의료용 동위원소의 대부분은 제한된 수의 핵분열로에 의존하고 있는 상황이다. 이러한 의존성은 특히 의료용 동위원소 공급 부족이 임박한 상황에서 더욱 두드러진다. 영국 정부의 평가에 따르면, 세계적으로 의료용 동위원소 공급의 대다수가 노후화된 소수의 핵분열로에 의존하고 있으며, 이들 중 대부분은 2030년까지 폐쇄될 예정이다. 이는 중요한 의료 자원의 향후 가용성에 대한 우려를 야기한다. 새로운 MSF 원자로는 이러한 과제에 대한 컴팩트한 솔루션을 제공합니다. 이는 중요한 의료 자원의 미래 가용성에 대한 심각한 우려를 낳고 있다. 이에 대응하여, 아스트랄 시스템즈가 개발한 새로운 다중 상태 핵융합(MSF) 원자로는 이러한 도전과제에 대한 혁신적이고 컴팩트한 해결책을 제시하고 있다. 아스트랄 시스템즈는 영국을 비롯한 전 세계 여러 지역에 소형 핵융합로를 전략적으로 설치할 계획을 가지고 있다. 이러한 분산형 전략은 보다 유연하고 비용 효율적인 방식으로 방사성 샘플을 공급할 수 있게 해줄 것으로 기대된다. 이 회사는 소규모 원자로 건설을 통해 몇몇 대형 원자로에 대한 의존성을 줄이고, 이에 따른 위험을 완화하려는 목표를 가지고 있다. 이를 통해 의료용 동위원소의 지속 가능하고 안정적인 생산을 보장할 수 있을 것으로 전망하고 있다. 퍼스톤은 "우리 시스템은 훨씬 더 빠르게 개발되었으며 대체 기술보다 훨씬 작은 규모로 동위원소를 생산할 수 있다“며 ”이는 거대한 국제 핵분열 공장에 의존하지 않고도 병원 허브 근처 또는 내부에서 의료용 동위원소를 생산할 수 있음을 의미한다"고 말했다. 퍼스톤 CEO는 '우리의 시스템은 대체 기술에 비해 빠르게 개발되었으며, 훨씬 작은 규모로 동위원소를 생산할 수 있다'고 말했다. 그는 이어 '이는 병원 허브 근처나 내부에서도 의료용 동위원소를 생산할 수 있다는 것을 의미하며, 이는 임상의가 사용할 수 있는 진단 및 치료 기술을 극적으로 향상시킬 것이다. 또한 병원 대기 시간과 비용을 줄이고 치료의 질을 높일 것이다'고 강조했다. 2021년 브리스톨 대학교는 아스트랄 시스템즈 및 STFC(과학 기술 위원회)와 협력하여 마이크로노바(MicroNOVA)라는 프로젝트를 통해 MSF 반응기 기술을 최적화하고 상용화하기 위해 100만 파운드(약 16억5038만원)의 연구 보조금을 확보했다. 회사 공동 창립자 월래스 스미스는 "우리의 MSF 원자로는 의료용 방사성 동위원소를 안전하고 보다 효율적으로 개발할 수 있는 메커니즘을 제공할 뿐만 아니라, 본격적인 핵융합 발전소의 모습과 작동 중 어떻게 작동할지 이해하기 위한 이상적인 테스트베드도 제공한다"라고 말했다. 모든 것이 계획대로 진행된다면 이 기술은 암 치료 및 의료용 동위원소 생산의 새로운 시대를 열 것으로 전망된다. 한편, 한국의 원자력연구원은 벨기에 원자력연구소에서 '연구로 핵연료' 최종 검증에 돌입했다. 이 핵연료는 우라늄을 70% 이상 연소하는 극한의 조건에서도 방사능 누출이 없는 것으로 확인되었으며, 핵연료의 안전성이 건전하게 유지됨으로써 뛰어난 안전성을 입증했다고 알려졌다. 원자력연구원은 현재 2단계 성능 검증 단계에 진입했으며, 이 단계는 핵연료 공급자가 시장 진입 전에 거쳐야 하는 마지막 검증 과정이다. 2025년 말까지 이 핵연료를 포함한 집합체 성능검증을 마치면 벨기에의 핵연료 공급 입찰 자격을 획득할 수 있다. 이는 연구로에서 중성자를 생산하기 위해 우라늄을 활용하는 것과 관련이 있다. 연구로는 열을 활용하면 원전이 되고, 중성자만을 활용하면 연구로로 작동한다는 원리를 따른다. 더욱이, 원자력연구원은 고밀도 저농축 '우라늄실리사이드 판형핵연료'(U3Si2)를 개발했다. 이는 저농축 우라늄을 사용하는 3세대 핵연료로, 핵연료 집합체는 곡면형으로 설계되어 핵분열 시 중성자를 중심부로 집중시키는 장점을 가지고 있다. 이러한 핵연료는 의료용 동위원소나 고품질 반도체 웨이퍼 제작 등 다양한 분야에 활용될 수 있는 가능성을 가지고 있다.
- IT/바이오
2023-12-05 15:16:00
핵융합에너지 시대는 누가 주도할 것인가?

신냉전 시대에 접어든 현재, 미국과 중국, 러시아, 이란 등은 핵무기를 탑재한 극초음속 미사일을 개발해 실전에 배치하면서 긴장감을 증폭시키고 있다. 그러나 중요한 것은 핵 기술은 전쟁용 무기로만 사용되는 것뿐만 아니라, 청정에너지원으로서도 중요한 역할을 하고 있다는 점이다. 전세계적으로 증가하는 에너지 수요를 충족시킬 수 있는 핵에너지는 경제적 가치가 높으며, 핵 에너지 기술 선점을 두고 국가간의 관심이 집중되고 있다. 미국 경제매체 포브스에 따르면, 1920년 영국의 천체물리학자 아서 에딩턴(Arthur Eddington)은 별이 수소 원자를 헬륨으로 융합시키며 에너지를 발생시킨다고 주장했다. 이후 1939년 핵물리학의 선구자인 한스 베테(Hans Bethe)는 에딩턴의 이론을 뒷받침하는 과정을 확인했다. 마침내 2022년 12월 5일, 로렌스 리버모어 국립 연구소의 미국 에너지부 국립 점화 시설(NIF) 과학자들은 실험실에서 처음으로 이 이론을 증명했다. 그들은 태양의 에너지 생산 과정을 재현하여, 태양이 생성하는 것보다 더 많은 에너지를 발생시키는 핵융합 반응인 '융합 점화'를 달성하는 데 성공했다. 이들은 지난 7월에도 핵융합 점화에 성공하며 이 분야에 중요한 진전을 이루었다. 핵융합 기술은 기존 전력망을 통해 모든 지역에 저렴하고 무한한 청정 에너지를 공급할 수 있는 엄청난 잠재력을 가지고 있다. 이 기술은 수조 달러 규모의 시장을 창출할 수 있으며, 2050년까지 거의 50% 증가할 것으로 예상되는 전세계 에너지 수요를 충족시킬 수 있을 것으로 보인다. 핵융합 에너지 경쟁의 시작 영국과 독일, 프랑스, 한국, 일본에서는 핵융합 에너지 프로그램이 진행 중이다. 중국은 21세기 세계 패권을 놓고 미국과 경쟁하는 과정에서 핵융합이 막대한 영향을 미칠 것으로 보고 내다보고 있다. 이미 중국은 지난 10년 동안 다른 어떤 나라보다 더 많은 핵융합 기술 특허를 출원한 것으로 알려졌다. 현재 전 세계적으로 알려진 융합 기업은 43개이며, 융합 산업 협회(Fusion Industry Association)에 따르면 융합 산업은 60억 달러(약 7조7940억원) 이상의 자금을 유치했다. 이들 중 미국은 경주에서 가장 많은 주자를 보유하고 있음에도 현재 직면한 수많은 문제를 해결하기에는 규모가 너무 작다. 최근 미국 에너지부는 핵융합 파일럿 플랜트 건설을 위한 과학 및 기술 문제를 해결하기 위한 응용 R&D 자금을 지원하기 위해 마일스톤 기반 핵융합 개발 프로그램에 따라 이들 미국 기업 중 8곳에 4,300만 달러(약 558억 5700만원)를 지원한다고 발표했다. 이 회사는 1년 6개월 이내에 사전 개념 설계와 핵융합 파일럿 플랜트 실현을 위한 로드맵을 제공하는 것을 목표로 하고 있다. 이는 미국을 핵융합 기술의 리더로 만드는 중요한 단계다. 미국, 핵융합 기술 리더로 나설 때 역사적으로 에너지 기술의 상용화 경로는 30~50년이 걸렸다. 현재 핵융합 에너지는 중요한 전환점에 도달했다. 이를 그리드에 적용하기 위한 예상 기간은 10년에서 20년 이상이다. 백악관과 많은 기업은 2030년대 초반을 목표로 하고 있으며, 몇몇 핵융합 스타트업은 훨씬 더 공격적인 일정을 가지고 있다. 포브스는 미 연방정부의 지원을 통해 여러 분야에서 동시에 진전을 이루고 10~15년 이내에 개념 증명에서 확장까지의 일정을 단축하기 위해 전국적인 노력으로 전환하고 높은 속도로 전환해야 할 때라고 강조했다. 케네디 대통령은 1961년 인류 역사상 가장 야심찬 공학적 업적 중 하나로 사람을 달에 보내고 안전하게 지구로 귀환시키는 일에 도전했다. 그 목표를 달성하기 위해 2만 개의 산업체와 대학이 동원됐다. 최근 비용 분석에 따르면 아폴로 프로그램을 완료하는 데 거의 260억 달러가 지출된 것으로 나타났다. 이를 2020년 미국 달러로 환산하면 무려 2570억 달러(약 333조8430억원)가 소요됐다. 이러한 엄청난 노력은 우주 시대에 미국이 리더십을 발휘하고 글로벌 항공우주 시장에서 우위를 점할 수 있는 기반을 마련하는 데 도움이 됐다는 평가다. 미국은 항공기 및 우주선 제조 분야에서 전 세계 부가가치의 55%를 차지하고 있으며, 중국은 8%의 점유율로 그 뒤를 이었다. 포브스는 상업적인 융합을 달성하려면 극복해야 할 어려운 과학 및 공학적 과제가 있으며 어떤 개념이 승자가 될지는 불확실하다고 지적했다. 다만, 오클라호마 대학교 연구 및 파트너십 담당 부사장인 토마스 디아즈 드 라 루비아(Tomás Díaz de la Rubia)는 "핵융합 에너지의 상업적 개발의 성공은 역사상 가장 심오한 변화 중 하나가 될 것이며, 퓨젼은 깨끗하고 지속 가능한 기저부하와 안전한 에너지원을 제공할 것”이라며 “이를 통해 지구를 정복하면 에너지 부족에서 풍요로의 변화를 가져올 것이다"라고 말했다. 포브스는 핵융합 혁명을 주도하는 국가는 엄청난 경제 호황과 에너지 안보를 누릴 뿐만 아니라, 에너지가 오랫동안 동맹과 경쟁, 갈등을 형성해 왔기 때문에 엄청난 지정학적 힘을 얻게 될 것이라고 설명했다.
- 산업
2023-12-04 09:03:00
중앙대, 보행 보조 웨어러블 로봇 출시

로봇공학자들은 최근 몇 년 사이에 수술, 재활, 의료 지원 분야에 적용할 수 있는 진보된 로봇 시스템을 개발해왔다. 이들 로봇 시스템은 이미 많은 장애인과 신체적 외상을 입은 환자, 그리고 의료 시술을 받은 사람들의 삶의 질을 향상시키는 데 큰 도움을 주고 있다. 특히 산업 현장에서는 근로자의 건강과 안전, 편의를 위해 중요한 역할을 하고 있다. 전자기술 매체 테크익스플로어(techxplore)는 최근 한국 중앙대학교 연구원들이 노화, 근육 약화, 수술 또는 특정 질병으로 인해 걷는데 어려움을 겪는 사람을 돕기 위해 특별히 설계된 새로운 보행 보조용 웨어러블 로봇을 출시했다고 보도했다. '사이언스 로보틱스(Science Robotics)'에 게재된 논문 내용을 살펴보면, 이 로봇은 걷는 동안의 균형을 개선하는 동시에 대사 비용(에너지 소비)을 줄이는 데 효과적인 것으로 밝혀졌다. 연구를 주도한 이기욱 교수는 "우리의 최근 논문은 주로 보행 보조를 위한 대부분의 웨어러블 로봇이 시상면(상하 방향)의 움직임에만 초점을 맞추고 있다는 인식에서 영감을 받았다"며 "그러나 걷기는 본질적으로 3차원 활동이며 다른 차원의 움직임도 마찬가지로 중요하다"고 말했다. 이기욱 교수와 그의 동료들이 개발한 이 로봇은 과거에 제안된 고관절 외전(다리를 옆으로 벌리는 동작) 지원 로봇들과 달리, 전두엽(인체의 정면 부분)에 초점을 맞추고 있으며, 이는 걷는 동안의 움직임과 측면 안정성을 지원하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 논문의 공동저자 김명희 교수는 걷기 연구에서 전방 움직임과 측면 균형이 전통적으로 별개의 기능으로 여겨져 왔다고 설명했다. 그는 "최근에야 전후방 방향의 보조가 측면 안정성에 기여한다는 사실이 인정되었으나, 전후방 보행 효율성에 대한 측면 보조의 영향에 대한 연구는 아직 부족하다"고 지적했다. 연구팀의 핵심 가정은 자연스러운 엉덩이 외전(다리를 옆으로 움직이는 동작) 순간을 모방하는 웨어러블 로봇의 사용이 걸을 때 대사 비용을 줄일 수 있다는 것이다. 이는 신체 중심선에서 멀어지는 다리의 움직임을 포함하며, 걷기뿐만 아니라 인간이 매일 수행하는 다양한 활동을 지원하는 데 중요하다. 이 교수는 "우리가 개발한 고관절 외전 보조 웨어러블 로봇이 측면 신체 움직임을 지원해 보행 효율을 증가시키는 원리로 작동한다"고 말했다. 그는 "우리가 앞으로 걸을 때 균형을 유지하기 위해 몸의 질량 중심이 자연스럽게 좌우로 이동하는데 이 과정을 회복이라고 한다"며 "이 회복 단계에서는 고관절 외전 근육이 작동하고, 우리 장치는 이러한 근육을 보조하여 착용자가 더 쉽게 움직일 수 있도록 해주며, 더 적은 노력으로 질량 중심을 회복할 수 있도록 돕는다"고 말했다. 연구팀은 시뮬레이션과 실제 실험 모두에서 로봇의 성능을 평가했다. 이러한 테스트 결과는 로봇이 일반 보행에 비해 보행 시 대사 비용을 11.6% 감소시키는 동시에 균형과 안정성을 향상시킨다는 매우 긍정적인 결과를 보여주었다. 이 교수는 "우리의 연구는 보행 효율성 향상을 위해 웨어러블 로봇이 단지 시상면(상하 방향)에만 집중할 필요가 없다는 것을 입증한다"라며 "걷기는 3차원적인 움직임이기 때문에 다양한 평면에서의 움직임을 고려하는 것이 필수"라고 강조했다. 연구팀이 개발한 엉덩이 외전 보조 로봇은 걷기를 지원하는 엉덩이와 다리의 움직임에 직접적인 영향을 미친다. 이 독특한 디자인 덕분에, 로봇은 인간이 보통 걸을 때 들이는 노력의 일부를 효과적으로 '대체'할 수 있게 해주며, 이는 보행 과정을 더욱 용이하게 만든다. 김 교수는 "우리의 연구는 몸의 무게 중심을 한 발에서 다른 발로 더 효과적으로 전달함으로써 걷기 효율성을 높이는 측면 지원의 중요한 역할을 입증한다"고 설명했다. 그는 이러한 통찰이 근력이 감소한 개인에게 특히 유익하며, 지원 메커니즘에 대한 새로운 방향을 제시한다고 말했다. 또한, 김 교수는 앞으로 측면 지원이 이동성에 제한이 있는 사람들에게 어떻게 도움이 될 수 있는지 탐색하고, 잠재적으로 재활 및 지원 전략을 변화시키는 것이 중요하다고 강조했다. 이기욱 교수팀이 개발한 로봇 시스템은 앞으로 더 개선되어 상용화될 것으로 예상된다. 이 로봇은 노인, 다리나 엉덩이 수술을 받은 환자, 그리고 걷기에 어려움을 겪는 사람들에게 매우 유용할 것으로 보인다. 이 교수는 "향후 연구를 위해 고관절 외전이 보행 균형에 어떤 영향을 미치는지 더 깊이 파악할 계획"이라며 "우리는 고관절 외전이 보행 효율성을 향상시킬 뿐만 아니라 균형에도 영향을 미칠 수 있다는 것을 관찰했으며, 보행 균형 개선에 있어 웨어러블 로봇의 잠재력을 탐구하는 것을 목표로 한다"고 말했다. 한편, 한국의 현대로템은 지난 2021년 현대자동차와 공동 개발한 웨어러블 로봇을 기반으로, 기존 제조산업군에서 사업 영역을 확장했다. 이 로봇은 VEX(조끼형 웨어러블 로봇)와 H-Frame(지게형), CEX(의자형) 등 3종이다. VEX는 장시간 팔을 들어올리는 작업에서 팔과 어깨의 피로감을 덜어주는 장비로 별도의 전원 공급 없이도 사용이 가능하며 무게도 2.5kg으로 가볍다. H-Frame은 바닥에서 허리 높이까지 물체를 들어올리는 데 효과적이며, CEX는 앉은 자세에서 착용자의 자세를 지지해주는 데 도움을 준다. 현대로템의 웨어러블 로봇은 이미 현대자동차, 기아, 현대제철을 포함한 자동차, 중공업, 조선, 물류, 유통 분야에서 상용화되어 사용되고 있다. 이 로봇들은 산업 현장에서 근로자의 건강과 안전, 편의를 증진시키는 데 크게 기여하고 있으며, 그 효과성이 입증되고 있다.
- 산업
2023-11-29 11:21:00
런던-뉴욕 80분, 초음속 비행 미래 이끄는 하이퍼 스팅

런던에서 뉴욕까지 단 80분 만에 비행할 수 있는 미래형 초음속 제트기 하이퍼 스팅(Hyper Sting)이 주목받고 있다고 자동차·비행 전문 매체 슈퍼카블론디(SupercarBlondie)가 보도했다. 최근 디자인이 공개된 하이퍼 스팅은 항공기 디자이너 오스카 비냘스(Oscar Viñals)가 설계한 것으로, 당초 2020년대 중반에 첫 비행을 목표로 했다. 하이퍼 스팅은 마하 5.5의 속도를 낼 수 있다. 이는 현재 운용 중인 초음속 여객기인 보잉 콩코드의 속도인 마하 2.0의 약 2.75배에 달하는 수치로, 대서양 횡단 비행 시간을 5배 단축시킬 수 있는 수준이다. 하이퍼 스팅은 내부 디자인도 혁신적이다. 170명의 승객을 태울 수 있는 하이퍼 스팅의 내부는 100m(328피트)로 콩코드보다 30m(100피트) 더 길어 승객들에게 더 많은 공간과 편안함을 제공할 것으로 기대된다. 또한 콩코드의 약 25.9m(85피트)에 비해 날개가 약 51.5m(169피트) 더 넓다. 하이퍼 스팅의 핵심 기술은 핵 추진이다. 하이퍼 스팅은 저온 핵융합로를 통해 동력을 얻을 것으로 예상된다. 핵융합은 두 개의 원자핵이 합쳐져 더 큰 원자핵이 되는 핵반응이다. 이 반응은 태양에서 일어나는 에너지의 원천으로, 화석 연료를 사용하는 방식에 비해 효율적이고 친환경적이라는 장점이 있다. 하이퍼 스팅에 탑재될 핵융합로는 두 개의 램제트 엔진을 구동하기에 충분한 출력을 제공할 것으로 예상된다. 램제트 엔진은 고속으로 비행하는 항공기에 사용되는 엔진으로, 공기의 압축과 가열을 통해 추진력을 얻는다. 하이퍼 스팅의 상용화는 새로운 항공 산업 생태계를 조성할 것으로 기대된다. 하이퍼 스팅은 기존의 초음속 여객기보다 훨씬 더 복잡한 기술이 필요하며, 이를 개발하고 유지하기 위해서는 새로운 기술과 인력이 필요할 것이다. 미래형 초음속 제트기 하이퍼 스팅은 아직 개발 초기 단계에 있지만, 초음속 비행의 잠재력을 최대한 활용하고자 하는 혁신적인 프로젝트로, 성공적으로 개발된다면 항공 여행의 패러다임을 바꿀 수 있는 잠재력을 가지고 있다.
- 산업
2023-11-26 05:12:00

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