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상온서 작동하는 '자성 양자 컴퓨팅 물질' 개발
- 상온에서 작동하는 자성 양자 컴퓨팅 물질이 개발돼 학계의 주목을 받고 있다. 과학 전문매체 테크놀로지 네트웍스(technologynetworks)는 텍사스 주립대학교 엘 패소 캠퍼스(The University of Texas at El Paso, UTEP) 물리학부 연구원들이 상온에서 작동하는 자성 양자 컴퓨팅 물질을 개발했다고 전했다. 양자 컴퓨팅은 세계를 혁신할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 신약 개발이나 의료 분야뿐만 아니라 과학 연산 문제를 기존 컴퓨팅보다 지수적으로 빠르게 해결할 수 있다. 그러나 양자 컴퓨터는 초저온에서만 작동한다는 큰 단점이 있다. UTEP 물리학부의 아흐마드 엘-겐디(Ahmed El-Gendy) 박사는 "양자 컴퓨터를 작동시키려면 실온에서 사용할 수 없다"고 말했다. 그는 "컴퓨터를 식히고, 그밖에 다른 모든 물질을 식혀야 하는데, 비용이 매우 많이 든다"고 설명했다. 2019년 이후로 UTEP 팀은 양자 컴퓨팅을 위한 완전히 새로운 자성 물질을 개발하기 위해 노력해왔다. 상온에서 작동뿐만 아니라 희귀 희토류 재료로 만들어지지 않은 자석에 중점을 두었다. 마침내 엘-겐디 박사가 이끄는 팀은 일정한 온도에서 작동하는 고자성 양자 컴퓨팅 재료(순수 철의 100배 강한 자성)를 개발했다. 이 논문은 물리학회 저널 「어플라이드 피직스 레터(Applied Physics Letters)」 여름 호에 소개됐다. 희토류 원석으로 만든 자석은 현재 스마트폰, 차량, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)를 포함한 많은 최신 응용 분야에서 사용된다. 이 자석에 컴퓨터 정보가 저장된다. 양자 컴퓨터에서 자석은 속도를 향상시키기 위해 사용된다. 엘-겐디는 현재 강한 자기 특성은 저온에서만 작동한다고 말했다. 실제로 현재 양자 컴퓨터는 절대 영도(-273.15℃) 바로 위 부근인 섭씨 약 -273도(화씨 -459도)의 저온에서 기능이 유지된다. 그는 "모든 자석은 희토류 원소로 만들어져 있으며, 그런 자석을 만들 재료가 부족하다"고 지적했다. 또한 "우리는 곧 어떤 산업에서도 이러한 자석을 만들 수 있는 이러한 재료가 없다는 문제를 직면하게 될 것"이라고 우려했다. 엘-겐디 박사 팀은 수년간의 시행착오 끝에 아미노페로세늄(aminoferrocene)과 그래핀의 혼합물을 찾아냈다. 이 물질은 극도로 강력한 자성을 나타낸다는 점이 특징이다. 그는 "우리는 그 자성을 의심했지만, 실험 결과는 명백한 초자성 동작을 보여준다"고 말했다. 이어 "이런 종류의 물질을 이전에 아무도 만들어보지 않았다. 이 물질을 사용해 상온에서 양자 컴퓨터를 만들 수 있을 것으로 생각한다"고 기대했다. 그러나 이 제품을 상용화하기 위해서는 아직 해결해야 할 과제가 많다. 상온에서 작동하는 자성물질을 만드는 것은 어렵기 때문이다. 엘-겐디 박사 팀은 준비 과정을 최적화하고 물질의 효율성을 계속 향상시키기 위해 더욱 노력하겠다고 밝혔다.
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상온서 작동하는 '자성 양자 컴퓨팅 물질' 개발
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美 3대자동차 노조, 사상 첫 동시 파업
- 미국 디트로이트의 빅3 자동차 업체인 포드와 제너럴모터스(GM), 스텔란티스가 임금협상이 결렬되면서 동시에 파업에 돌입했다. 전미자동차노조(UAW)는 포드와 스텔란티스, 제너럴모터스(GM)와의 단체협상이 시한을 넘김에 따라 미시간, 오하이오, 미주리주(州)에 위치한 3개 공장에서 동시 파업에 들어갔다. CBS는 15일(이하 현지시간) 디트로이트의 빅3 자동차 제조업체들이 14일 자정에 만료 예정이었던 전미자동차노조(UAW)와의 단체협상이 계약을 갱신하지 못하면서 약 4년 만에 미국 내 최대 규모의 파업이 시작됐다고 보도했다. UAW의 숀 페인 위원장은 14일 밤 페이스북 라이브 연설을 통해 포드, 제너럴 모터스, 스텔란티스의 3개 공장 직원들에게 즉시 작업을 중단하고 직장을 떠나도록 지시했다. 이 중 파업이 일어난 공장은 미주리주 웬츠빌의 GM 조립 공장, 미시간주 웨인의 포드 조립 공장, 그리고 오하이오주 톨레도의 스텔란티스 조립 공장이다. 이들 3개 공장의 직원 약 1만2700명이 파업에 참여할 예정이다. 외신에 따르면 파업에 동참한 직원들은 UAW의 파업 기금 8억 2500만 달러에서 파업 기간 동안 주당 약 500달러를 지급받게 된다. 페인은 "아직 파업에 참여하지 않은 지역 주민들은 만료된 계약에 따라 계속 일하게 될 것"이라고 말하면서 자동차 제조업체와의 추가 협상이 교착 상태에 빠지면 다른 공장의 근로자들도 파업에 참여할 수 있다고 경고했다. 이번 작업 중단은 2019년 GM에서 파업 이후 디트로이트에 본사를 둔 자동차 제조업체에서 발생한 첫 번째 파업이다. 페인은 "이번 파업의 첫날에 우리는 힘과 단결을 세계에 알릴 것"이라며 "협상의 가능성은 여전히 열려있다"고 강조했다. 하이트 시큐리티(Height Securities)의 벤자민 샐즈베리 자동차 분석가는 CBS에 "전략적으로 이들 3개 공장만 타깃으로 삼으면 노조가 자동차 제조업체와 협상을 재개할 때 다른 공장에서도 작업을 중단할 수 있는 유연성을 확보할 수 있다. 또 노동 단체의 파업 기금도 보존할 수 있을 것"이라고 말했다. 전미자동차노조(UAW) 요구 조건 UAW의 요구 사항에는 4년 계약에 걸쳐 36%의 임금 인상, 모든 직원에 대한 연금 혜택, 임시직 사용 제한, 주 4일 근무를 포함한 유급 휴가 확대, 공장 폐쇄에 대한 파업권을 포함한 더 많은 일자리 일자리 보호 등이 포함됐다. 14일 협상이 교착 상태에 빠진 가운데 포드, 제너럴 모터스, 스텔란티스(구 피아트 크라이슬러)의 경영진은 최근 몇 주 동안 UAW에 14만5000명의 근로자를 위한 새로운 계약을 체결하기 위해 여러 차례 제안을 했다고 밝혔다. 짐 팔리 포드 CEO는 "세 회사 모두와 역사적인 파업을 준비하고 있다고 생각한다"고 14일 아침 CBS 뉴스에서 밝혔다. 포드는 이후 성명에서 "오늘 저녁 8시 디트로이트의 솔리디티 하우스에서 전미자동차노조는 현재 4년 단체협약이 만료된 지 몇 시간 만에 포드에 첫 번째 실질적인 대응 제안을 제시했다"고 말했다. 자동차 제조업체 측 입장 스텔란티스는 파업에 대해 "직원과 그 가족, 고객에게 최선의 이익을 위해 공정한 합의에 도달하기 위해 책임감 있는 방식으로 참여하지 않는 UAW 지도부에 매우 실망했다"고 말했다. 이어 "우리는 즉시 회사를 비상 모드로 전환하고 북미 사업과 회사를 보호하기 위해 모든 적절한 구조적 결정을 내릴 것"이라고 전했다. 2021년 피아트 크라이슬러와 유럽 자동차 제조업체 그룹 PSA의 합병으로 설립된 스텔란티스는 크라이슬러, 닷지, 지프, 램과 함께 시트로엥, 푸조, 마세라티 등 주요 해외 자동차 브랜드를 소유하고 있다. GM의 메리 바라(Mary Barra) CEO는 15일 CBS 뉴스와의 인터뷰에서 파업을 피하기 위해 UAW와 선의로 협상을 진행했다고 말했다. 바라 CEO는 "우리는 7월 18일부터 협상 테이블에 앉아있었다"며 "GM은 처음에 노동 단체로부터 1000개 이상의 요구 사항을 받았다"고 말했다. 그는 "우리는 역사적인 제안을 테이블 위에 올려놓았고, 지금 테이블에 앉아 계속 진행할 준비가 되어 있다"고 전했다. 빅3 경영진은 모두 합리적인 반대 제안을 했으며 추가 협상에 응할 의향이 있다고 말했다. 자동차 제조업체들은 특히 빠르게 성장하는 전기차 시장에서 지분을 차지하기 위해 경쟁하는 테슬라와 외국 자동차 제조업체 등과 경쟁하기 위해 비용 절감과 자동차 가격을 낮게 유지해야 한다는 압박에 직면해 있다고 강조했다. 바라는 GM이 신제품, 특히 전기 자동차 개발에 공격적으로 투자해야 하기 때문에 UAW의 임금 요구를 모두 충족할 수는 없다고 말했다. 그는 "우리는 회사가 향후 115년 동안 성공할 수 있도록 해야 하며, 이는 우리가 투자해야 한다는 것을 의미한다"고 말했다. 이어 "우리가 투자하지 않고 고객이 구매하고 싶어 하는 신제품을 보유하지 못하면 우리가 만드는 차량의 수에 영향을 미치고, 이는 제조 팀에 속한 사람의 수에 직접적인 영향을 미친다"고 주장했다. 팔리는 "그들의 초기 제안은 시간당 약 30만 달러의 임금을 지급하고 4일 근무를 하자는 것이었다"라면서 "이는 기본적으로 우리 회사를 폐업하게 만들 것"이라고 우려했다. 페인은 자동차 제조업체들이 임금 인상을 제안했다는 사실을 인정했지만 제안이 여전히 부적절하다고 말했다. 포드는 4년 6개월에 걸쳐 20% 인상을 제안했고, GM과 스텔란티스는 4년에 걸쳐 각각 18%와 17.5%를 제안했다. '친노조' 조 바이든 재선 시험대 한편, 조 바이든 대통령은 15일 노조 자동차 노동자들의 파업 해결을 돕기 위해 두 명의 최고 보좌관을 디트로이트에 파견했다. 바이든은 빅 3 자동차 제조업체가 기록적인 이익을 보았지만 "그 기록적인 이익이 노동자들에게 공정하게 공유되지 않았다"고 제안함으로써 노조에 대한 동정심을 표명했다. 바이든은 백악관에서 짧은 연설을 통해 "아무도 파업을 원하지 않는다"라고 말했다. 이어 "그러나 저는 단체 교섭 시스템 하에서 근로자의 선택권을 존중하며 근로자의 좌절감을 이해한다"고 했다. 바이든은 줄리 수 노동부 장관 대행과 진 스펄링 선임 보좌관을 디트로이트에 보내 기업과 직원들을위한 "윈윈"계약을 체결하는 데 도움을 줄 것이라고 말했다. 협상 첫날 바이든은 전화를 걸어 양측이 가능한 한 오랫동안 테이블에 머물도록 격려했다고 말했다. 바이든은 "회사들이 몇가지 중요한 제안을 했다"며 "그러나 나는 그들이 기록적인 기업 이익이 UAW에 대한 기록적인 계약을 의미하도록 더 나아가야한다고 믿는다"고 말했다. 이번 전미자동차노조(UAW)의 동시 파업이 내년 재선 도전을 앞둔 조 바이든 대통령에게 시험대가 될 전망이다. 실제로 바이든 대통령은 지난 4일 필라델피아에서 열린 노동절 행사 연설에서 "나는 역대 대통령 중 가장 친노조적인 대통령"이라 자처하기도 했다. 뉴욕타임스(NYT)는 15일 '바이드노믹스'(바이든+이코노믹스)의 성과를 내세우는 바이든 대통령이 이날부터 시작된 UAW의 파업 탓에 어려운 상황에 처했다고 보도했다. 재계에서는 바이든 대통령 정책에 대해 비판이 즉각 제기됐다. 미국 최대 재계 이익 단체인 '미국 상공회의소'의 수잰 클라크 의장은 이날 UAW의 동시 파업과 관련하여 "이는 바이든 행정부의 친노조 정책의 부작용이며, 미국 경제에 부정적인 영향을 미칠 것"이라는 성명을 내놓았다. 25년만의 최대 파업 이번 파업은 2019년 자동차 노동자들이 GM에서 파업을 벌인 이후 최초의 UAW 파업이며, 25년 만에 현직 근로자들이 벌이는 미국 최대 규모의 파업이다. 분석가들은 이번 파업이 미국내 자동차 산업을 혼란에 빠뜨리고 자동차 가격을 상승시키며 임금과 수입에서 거의 60억 달러의 손실을 초래하는 동시에 미국 전체 경제 성장률을 0.3%까지 떨어뜨릴 수 있다고 경고했다. 옥스퍼드 이코노믹스의 마이클 피어스 수석 미국 경제학자는 빅3의 14만6000명 근로자가 모두 파업하면 미국내 자동차 생산의 거의 3분의 1이 중단될 수 있다고 추정했다. 옥스퍼드 이코노믹스에 따르면 이번 파업으로 인해 자동차 가격이 급등하고 자동차 제조업체에 56억 달러의 경제적 손실이 발생할 수 있으며, 미국의 국내총생산(GDP)이 0.3%까지 감소할 것이라는 예측이다. 마이클 피어스는 1998년 GM 노동자들이 54일간 파업을 벌인 후 자동차 재고가 회복되는 데 1년이 걸렸다고 보고서에서 지적했다.
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美 3대자동차 노조, 사상 첫 동시 파업
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전기차 시장, '전고체 배터리'가 뜬다⋯10대 리드 기업 어디?
- 최근 전기차 업계가 주목하는 기술 중 하나는 '전고체 배터리'다. 이 기술은 기존 리튬 이온 배터리보다 에너지 저장 용량이 뛰어나고, 충전 시간도 단축되는 등 탁월한 성능을 자랑한다. 그렇다면 이 전고체 배터리는 기존 배터리와 다른 점은 무엇일까. 전고체 배터리는 이름에서도 알 수 있듯이 액체 전해질이 아닌 고체 전극과 고체 전해질을 사용한다. 이로 인해 배터리의 누출이나 열 문제가 크게 줄어들어 사용자의 안전을 더욱 보장한다. 게다가 작은 크기로도 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있어 휴대성과 효율성 모두에서 높은 점수를 받는다. 시장의 변화에 민감하게 반응하는 글로벌 자동차 기업들도 전고체배터리 개발에 발빠르게 뛰어들었다. 토요타와 폭스바겐은 이미 전고체 배터리 기술 개발에 속도를 내고 있다. 이러한 대기업들이 전고체 배터리의 선봉에 서게 될 것인가, 아니면 다른 참여 기업들이 이를 따라잡거나 앞질러 나갈 것인가. 전기차 시장의 미래는 어떻게 전개될지 기대된다. 폭스바겐과 퀀텀스케이프는 전기 자동차용 고체 상태 배터리 기술 개발에 손을 잡았다. 전기차의 두 가지 큰 걸림돌인 '주행 거리'와 '충전 시간'을 해결하기 위해서는 향상된 '에너지 저장 능력'과 '빠른 충전'이 선결과제다. 이 두 마리 토끼를 잡을 수 있는 전고체 배터리는 소비자의 전기차에 대한 인식을 크게 바꿔놓을 것으로 보인다. 전고체 배터리 개발 진행중인 선도적인 10개 기업은 다음과 같다. 1. 도요타 토요타는 21세기 자동차 혁신의 핵심으로 전고체 배터리를 지목하며, 2027년까지 상용화를 목표로 연구개발을 가속화하고 있다. 도요타의 이러한 움직임은, 배터리가 전기차 업계의 핵심 부품임을 감안하면, 전기차 시장에서의 선두 주자로의 복귀를 알리는 신호로 해석된다. 그들은 이미 2012년부터 전고체 배터리 기술 개발에 뛰어들었고, 현재 200명 이상의 전문가로 구성된 팀이 이를 주도하고 있다. 그 결과, 토요타는 1000개 이상의 특허를 보유하게 되었다. 이 기업의 최종 목표는 전고체 배터리의 장점을 살려 완충 상태에서 약 700km (435마일)의 주행 거리를 달성하는 전기차와 하이브리드 차량을 출시하는 것이다. 2. 폭스바겐(Volkswagen) 폭스바겐은 전고체 배터리 연구의 선구자 중 하나인 퀀텀스케이프와 파트너십을 맺고 전기 자동차용 고에너지 밀도 배터리를 개발하고 있다. 2018년 폭스바겐은 퀀텀스케이프와 함께 전기차용(EV) 배터리 기술 개발을 추진했고, 2020년 추가적으로 2억 달러의 투자를 통해 이 연구의 가속화를 선언했다. 퀀텀스케이프는 기존 배터리 대비 전고체 배터리가 약 80% 더 긴 주행 거리와 80% 더 많은 충전량을 제공한다고 주장했다. 2022년 말 현재, 퀀텀스케이프는 전고체 배터리 셀의 시험을 진행 중이다. 폭스바겐은 다른 기업들과 협업하여 고체 상태 기술 및 전극 건조 코팅 공정과 같은 다양한 배터리 기술을 연구 중이며, 이를 2030년에 대량 생산에 투입할 계획이다. 3. 파나소닉(Panasonic) 전세계적인 전기차 시장의 확대와 함께 배터리 기술의 중요성이 강조되는 가운데, '파나소닉'과 '도요타'의 조합이 눈길을 끈다. 두 기업은 2020년 '프라임 플래닛 에너지 솔루션(Prime Planet Energy & Solutions, Inc.)'이라는 이름의 합작기업을 설립, 생산성과 용량 모두에서 우수한 배터리 솔루션을 제공하기 위해 노력하고 있다. 도요타는 이미 전고체 배터리 기술 관련 1000개 이상의 특허를 보유하고 있으며, 파나소닉도 445개의 특허로 그 기술력을 과시하고 있다. 파나소닉은 지난 수십 년 동안 배터리 기술을 선도해 왔다. 특히 전고체 배터리 기술 연구에 주력하며, 액체 전해질로 인한 화재, 폭발 위험 등의 문제점을 해결하고자 고체 상태 배터리로의 전환에 큰 희망을 걸고 있다. 파나소닉은 기술에 대한 구체적인 일정을 제공하지는 않았지만, 연구 및 개발에 적극적으로 투자하고 있다. 특히 도요타, 테슬라, 포드와 같은 국제적인 자동차 기업들과의 협력은, 전고체 배터리의 시장 출시 때 그들이 이 분야의 혁신을 주도할 가능성을 제시한다. 4. 베이징 웨이란신에너지기술(Beijing WeLion New Energy Technology) 중국 기업 니오(Nio)는 배터리 제조업체인 중국 베이징 웨이란신에너지기술(北京卫蓝新能源科技·Beijing WeLion New Energy Technology, 이하 '웨이란'-WeLion)과 파트너십을 맺어 새로운 배터리 기술을 선보였다. 이들 두 기업은 전기 자동차에 대한 반고체 상태 배터리 셀을 생산했다. 반고체 상태 배터리는 리튬 이온 배터리의 젤 전해질과 고체 전해질을 결합한 것이다. 니오는 특히 이번 파트너십을 통해 웨이란으로부터 150 kWh 용량의 반고체 배터리 셀을 공급받게 되었으며, 이 배터리는 'Nio ET7' 전기자동차에 적용될 예정이다. 이러한 혁신적인 기술을 탑재한 세단 'Nio ET7'은 CLTC 기준으로 약 1000킬로미터(621 마일), EPA 기준으로는 740킬로미터(460 마일)의 높은 주행 거리를 자랑한다. 또한, 이 배터리는 'Nio ES6 SUV'에도 적용되어, 약 689킬로미터(428 마일)의 주행 거리를 제공하게 된다. 5. 중국 CATL(Amperex Technology Co. Limited) 중국 배터리 대기업 CATL은 2023년 4월 전기 항공기 전동화를 향한 새로운 움직임을 위해 고체 상태 배터리 기술의 한 형태인 압축형 배터리 셀을 출시했다. 이 배터리 셀은 에너지 밀도가 500 Wh/kg로 매우 높다. 중국의 배터리 대기업 'CATL'은 2023년 4월 전기 항공기의 전동화를 목표로 고채 상태 배터리 기술의 한 형태인 압축형 배터리 셀을 출시했다. 이번에 선보인 배터리 셀은 무려 500 Wh/kg의 높은 에너지 밀도를 자랑한다. 반면, 테슬라가 자랑하는 4680 배터리 셀의 에너지 밀도는 244 Wh/kg에 불과하다. 이를 비교하면 CATL의 신제품은 기존 리튬 이온 배터리에 비해 약 두 배의 충전량을 가지고 있음을 알 수 있다. 이렇게 혁신적인 배터리 기술은 중국 지리자동차(Geely)의 2023년 형 전기차 '지커-001(Zeekr-001 EV)'에도 적용될 수 있으며, 해당 차량은 CLTC 기준으로 641 마일의 주행 거리를 달성할 수 있다. CATL의 압축형 배터리 셀은 이보다 훨씬 더 긴 주행 거리를 제공할 전망이다. 6. 혼다 혼다는 2050년까지 탄소 중립을 목표로 하고 있으며, 이를 위해 제너럴 모터스(GM)와 소니 같은 기업들과 파트너십을 맺어 고체 상태 배터리 기술을 연구하고 있다. 또한 혼다는 일본의 사쿠라에 4300억 엔 (약 2950만 달러)을 투자해 2028년까지 전기 자동차에 고체 상태 배터리 셀을 도입하는 생산 라인을 구축하는 작업을 진행 중이다. 고체 상태 배터리 기술의 가장 큰 단점은 세포의 무결성을 위협하는 덴드라이트(dendrites)의 존재다. 혼다는 덴드라이트 문제를 해결하기 위한 새로운 연구를 진행하고 있다. 이를 통해 2030년까지 연간 200만 대의 배터리 전기 자동차 생산을 목표로 하고 있다. 7. 닛산 닛산은 2028년까지 고체 상태 배터리로 구동되는 차량을 시장에 선보이기 위한 연구를 본격화했다. 가나가와에 위치한 닛산의 연구 센터에서는 2024년까지 고체 상태 셀 프로토타입을 생산하기 위한 공장 건립 작업이 진행 중이다. 고체 상태 배터리 기술 도입 후, 닛산은 EV 배터리 비용을 최소 50% 절감하며, 충전 능력을 현존하는 기술의 세 배로 향상시키고, 에너지 밀도를 두 배로 늘리는 것을 목표로 삼고 있다. 시장에서 현재 주목받는 최고 성능의 배터리 셀은 에너지 밀도 240 Wh/kg을 제공하는데, 닛산의 목표는 이를 480~500 Wh/kg로 높이는 것이다. 이외에도 닛산은 액체 전해질을 사용하지 않는 올 고체 상태 배터리와 나트륨을 활용한 셀에 대한 연구를 활발히 진행하고 있다. 8. 솔리드에너지시스템(SolidEnergy Systems) 솔리드에너지시스템(SES)은 치차오 후 박사(Dr. Qichao Hu)가 2012년에 매사추세츠주 워본(Woburn)에 설립했다. 이 회사는 리튬 금속 기술을 사용하며, 리튬 이온 배터리 셀에서 발견되는 전통적인 젤 대신 분리 막으로 사용한다. SES 리튬 금속 배터리 셀은 에너지 밀도가 400 Wh/kg이며, 전통적인 리튬 이온 배터리 셀의 주행 거리를 두 배로 늘릴 수 있다. SES는 안전하고 효율적인 배터리 개발에 중점을 둔다. 인공 지능 알고리즘을 활용해 배터리의 안전성을 향상시켰고, 가볍고 비용 효율적으로 제작될 수 있다. 게다가 15분만에 배터리의 80%까지 빠르게 충전할 수 있다는 것은 큰 강점이다. 차량 제조업체들과의 협력도 활발한 편이다. 제너럴 모터스(GM), 혼다, 현대자동차, 지리, 기아와 같은 주요 자동차 기업들과 파트너십을 체결하고 있다. 특히 2021년에는 GM이 SES에 1억 3900만 달러를 투자했으며, 2025년부터는 SES의 리튬 금속 배터리 셀을 자동차에 적용할 계획이다. 9. 솔리드 파워(Solid Power) 솔리드 파워는 2011년 콜로라도 대학의 스핀오프로 탄생했으며 현대자동차, BMW, 포드와 같은 글로벌 자동차 제조업체들의 후원을 받으며 빠르게 성장했다. 2021년에는 콜로라도 주의 손턴(Thornton)에 7만5000평방 피트(약 6967제곱미터) 규모의 최첨단 생산 공장을 설립했다. 솔리드 파워의 주요 기술은 전통적인 리튬 이온 배터리의 액체 전해질을 황화물 기반의 고체 전해질로 교체하는 것이다. 이 고체 전해질은 액체 전해질보다 안전하며, 안정적인 성능을 제공한다. 이 회사는 2028년까지 연간 80만 대의 전기차 배터리 셀 생산을 목표로 하고 있으며, 그를 위한 생산 확장 계획을 세우고 있다. 또한, 솔리드 파워는 미국 에너지부의 "전기 자동차를 위한 미국 저탄소 생활 (EVs4ALL)" 프로그램에서 총 4200만 달러 중 560만 달러의 지원을 받아 연구 및 개발 활동을 지속적으로 진행하고 있다. 10. 실라 나노 테크놀로지스(Sila Nanotechnologies) 실라 나노 테크놀로지스는 BMW, 다임러 AG(Daimler AG), 지멘스(Siemens), CATL과 같은 세계적인 기업들과 전략적 파트너십을 체결해 전기 자동차용 고체 상태 배터리의 상용화를 위한 강력한 투자 지원을 확보했다. 산업 내 주요 플레이어들의 지원 아래, 이 회사는 2028년까지 150 GWh 이상의 대규모 배터리 셀 생산을 목표로 하는 로드맵을 구축하고 있다. 특히, 실라 나노는 20% 더 긴 주행 거리와 20분만에 10-80%까지 충전이 가능한 타이탄 실리콘(Titan Silicon) 배터리 셀을 선보였다. 이 기술은 메르세데스-벤츠의 EQG 모델에 적용될 예정이다. 더욱이, 회사는 기존 고체 상태 배터리 기술의 덴드라이트 현상과 부피가 큰 세라믹 전해질의 한계를 극복하기 위한 방안으로, 중간 온도에서 다공성 분리막-양극 스택에 고체 전해질을 용융 침투시키는 방식을 도입할 계획이다.
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전기차 시장, '전고체 배터리'가 뜬다⋯10대 리드 기업 어디?
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한국전기연구원(KERI), 차세대 '리튬황배터리' 개발 성공
- 기존 배터리가 전기 저장만을 목적으로 했다면, 미래의 배터리는 단순 저장을 넘어서 부가가치 있는 화학물질 생산 기능을 갖는 하이브리드 배터리로 변화할 것으로 보인다. 한국의 연구팀은 아연과 망간을 활용해 이러한 하이브리드 배터리를 개발했고, 그 결과 기존 배터리에 비해 10% 이상의 향상된 전압과 에너지 효율을 보였다. 과학·기술 매체 '사이테크데일리(SciTechDaily)'에 따르면, 최근 과학자들은 단순 전기 저장 외에도 유용한 화학물질을 생성하는 하이브리드 배터리 시스템의 개발에 성공했다고 발표했다. 이 하이브리드 배터리는 전기 에너지를 저장하는 동시에 유용한 화학물질도 생성한다. 전통적인 2차 배터리는 전극 재료에 전기 에너지를 저장하는 방식을 사용한다. 반면, 레독스 흐름 전지(Redox Flow Battery)는 전극에 연결된 탱크에 보관된 화학물질을 활용한다. 이는 산화와 환원의 화학적 반응을 통해 전자가 전해액을 통해 음극에서 양극으로 이동하며 전기에너지를 발생시키는 원리를 기반으로 한다. 이번에 연구자들이 개발한 하이브리드 배터리는 사용 과정에서 푸르푸랄(나일론 합성에 사용되거나 살충제로 활용되는 액체)을 기반으로 한 니켈 수산화물 배터리이다. 이 배터리는 바이오매스(생물 유기체)에서 추출한 푸르푸랄을 푸르푸릴 알코올이나 푸로산 중 하나로 변환할 수 있다. 푸르푸랄 자체는 농업용 바이오매스에서 흔히 발견되는 오탄당에서 형성되는 작은 분자이며, 다양한 화학 분야에서 중요한 중간체로 사용되는 플랫폼 화학물질로 알려져 있다. 이물질은 푸로산으로 산화될 때 식품 방부제, 약물, 향료 합성의 중간체가 될 수 있으며, 환원될 때는 레진(수지), 향료, 약물의 전구체로서의 역할을 하는 푸르푸릴 알코올로 변환된다. 중국 베이징의 청화대학(Tsinghua University)에서 활동하는 하오홍 두안(Haohong Duan) 박사를 포함한 연구팀은 하이브리드 흐름 배터리를 사용해 두 종류의 부가가치 화학물질을 추출함으로써 배터리 시스템의 비용 효율성을 개선하는 데 성공했다. 기존의 충전식 배터리는 충전 과정에서 전극에 전기를 저장하고, 방전 시에는 해당 전기를 회로로 전달한다. 반면 레독스 흐름 전지라는 다른 타입의 배터리는 특정 화학물질에 전기를 저장하며, 해당 화학물질은 두 상태 사이에서 순환하면서 배터리 내에 계속 보관된다. 한국전기연구원(KERI) 차세대전지연구센터 박준우 박사팀과 부산대학교의 박민준 교수팀은 아연과 망간을 주요 소재로 사용하여 고성능 '레독스 흐름 전지' 기술을 개발했다. 레독스 흐름 전지는 큰 용량 저장이 가능하며, 배기가스를 발생시키지 않아 화재나 폭발 위험에서 상대적으로 안정적이다. 이러한 특성으로 인해 에너지저장장치(ESS) 용도로서 많은 관심을 받는 차세대 전지로 평가받고 있다. 연구자들은 에너지 저장 및 제공과 동시에 추가 화학물질을 생산하는 능력을 결합하여 이를 조사했고, 그 과정에서 흥미로운 결과를 발견하게 되었다고 한다. 양극용 이중 기능성 금속 촉매의 혁신적인 발전이 관찰되었는데, 로듐(백금족 금속의 일종)과 구리를 단일 원자 합금으로 조합하여 만들어진 촉매가 등장했다. 이 촉매는 배터리가 충전될 때 푸르푸랄(전해액 포함)을 푸르푸릴 알코올로 효과적으로 변환하며, 방전 시에는 푸로산을 생성한다. 또한 연구원들은 음극에서 니켈-아연 또는 니켈-금속 수소화물 배터리에서 사용되는 음극 재료와 유사한 특성을 가진 코발트-도핑 수산화니켈 재료를 확인했다. 이러한 조합을 통해 참신한 이중용 배터리 시스템이 개발되었다. 태양 전지로 충전된 이 배터리는 4개를 직렬로 연결하여 사용되며, LED 조명과 스마트폰 등의 장치를 작동시키면서도 지속적으로 푸르푸릴 알코올과 푸로산을 생성한다. 이 화학물질들은 흐름 시스템을 통해 전달된다. 이 새로운 하이브리드 배터리는 일반 배터리와 비교하여 에너지 밀도와 전력 밀도에서 유사한 성능을 보이면서도, 동시에 전력과 부가가치 있는 화학물질을 생산한다는 점이 새로 확인되었다. 1kWh의 에너지 저장 시, 0.7kg의 푸르푸릴 알코올이 생성되고, 0.5kWh의 전력 공급 시에는 1kg의 푸로산이 생산된다. 단, 푸르푸랄은 지속적으로 시스템에 공급되며, 최종 제품은 전해질에서 분리해야 한다. 이 연구팀이 제시한 하이브리드 방식은 2차 전지의 지속 가능성과 경제성을 높이는 첫걸음이지만, 이를 더욱 발전시키기 위한 지속적인 노력이 필요하다.
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- IT/바이오
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한국전기연구원(KERI), 차세대 '리튬황배터리' 개발 성공
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네이버, 생성형 AI '하이퍼클로바X' 공개⋯11월 검색엔진에 통합
- 한국판 생성형 인공지능(AI)이 드디어 베일을 벗었다. 한국 대표 인터넷 대기업 네이버가 최근 생성형 AI '하이퍼클로바 X(HyperCLOVA X)'를 공개하며 세계 AI 경쟁 무대에 데뷔했다. 네이버의 대규모 언어모델(Large Language Model, LLM)은 챗GPT와 유사한 인공지능 챗봇인 '클로바 X'와 마이크로소프트 빙(Bing)에 해당하는 생성형 AI 기반 검색 엔진인 '큐(Cue)'등의 서비스를 제공한다. 세계는 현재 생성형 AI 분야에서의 경쟁이 가열되고 있다. 네이버의 생성형 AI 출시는 다른 글로벌 기업들의 AI 강화 움직임에 발맞춰 이루어진 것이다. 오픈AI는 마이크로소프트의 지원을 받으며 이 경쟁을 선도하고 있다. 구글은 '바드'라는 AI 챗봇을 출시하고 미국 인공지능 스타트업 '앤트로픽'(Anthropic)에 투자하는 한편, 중국의 바이두는 '어니봇'을 선보였다. 메타와 아마존 같은 기업들 또한 자신들만의 AI 챗봇을 곧 선보일 계획이다. 미국이 생성형 AI 분야를 선도하는 가운데, 네이버의 한국판 생성형 AI 출시는 국내외에서 높은 관심을 받고 있다. 해외 IT 전문 매체 테크크런치 보도에 따르면, 네이버 클라우드에서 출시한 '하이퍼클로바 X'는 지난 8월 24일부터 한국어와 영어로 베타 서비스를 시작했다. 그리고 '큐'는 9월의 베타 테스트를 마치고 11월에는 네이버의 기존 검색 엔진과 통합될 계획이다. 네이버 측은 "하이퍼클로바 X는 크리에이터와 기업 고객 모두가 사용 가능하다"라며, 이는 2021년에 출시된 한국어 LLM 하이퍼클로바의 업그레이드 버전이라고 설명했다. 또한, 하이퍼클로바는 2400억 개 이상의 파라미터를 가지고 있음을 공개했지만, 하이퍼클로바 X에 얼마나 많은 파라미터가 학습되었는지는 구체적으로 공개하지 않았다. 네이버 최수연 대표는 주주에게 보낸 서한에서 "회사는 AI 전문가 500명을 보유하고 있으며, 1000억 개 이상의 파라미터로 구성된 대규모 언어 모델을 독자적으로 개발한 전 세계 5개 기업 중 하나"라고 밝혔다. 네이버 클라우드의 기술 및 하이퍼스케일 AI 책임자인 성낙호 총괄은 "네이버 클라우드는 텍스트부터 이미지, 동영상, 오디오에 이르기까지 다양한 데이터를 분석하고 생성하는 다중 모드 언어 모델의 개발을 진행 중"이라고 밝혔다. 즉, 클로바 X는 텍스트, 이미지, 음성 등의 다양한 데이터 형태를 통합해 학습함으로써 기존 언어 모델보다 더 깊은 정보 인식과 풍부한 정보 제공이 가능하다. 네이버는 한국, 일본, 동남아시아뿐만 아니라 중동, 스페인, 멕시코와 같은 비영어권 국가와 정치적으로 민감한 지역에서도 맞춤형 AI 애플리케이션을 제공하려고 한다. 이를 통해 경쟁사들이 아직 진출하지 않은 지역에 주목하고 있다는 점을 강조했다. 네이버의 최수연 대표는 컨퍼런스에서 11월에 60만 대의 서버로 구축된 'GAK 세종'이라는 두 번째 데이터 센터를 한국에서 오픈할 예정이라고 밝혔다. 네이버는 지난해 12월부터 삼성과 함께 하이퍼스케일 AI를 위한 AI 칩 개발에 착수했고, 삼성 또한 곧 기업용 생성형 AI를 출시할 계획이다. 네이버는 판매자, 창작자, 광고주를 포함한 파트너들을 위한 AI 기술 도구를 선보일 예정이다. '클로바 for Writing'이라는 글쓰기 도구와 '클로바 for AD'라는 광고 상품을 통해 다양한 네이버 서비스에 생성형 AI를 신속하게 통합할 계획이다. 또한 네이버 클라우드는 AI 기반의 B2B 상품을 출시하며, '뉴로클라우드'라는 완전 관리형 하이브리드 클라우드 서비스와 '클로바 스튜디오'라는 AI 개발 도구로 고객 기업들의 자체 생성형 AI 구축을 지원할 방침이다. 전문가들은 네이버의 강점이 다양한 서비스와 파트너들이 연계되어 성장을 이끌어내며, 그 결과로 플랫폼의 발전이 이루어지는 '위닝 루프' 구조에 있다고 지적하며, "하이퍼클로바X가 이 과정을 가속화시킬 것"이라고 전망했다.
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네이버, 생성형 AI '하이퍼클로바X' 공개⋯11월 검색엔진에 통합
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