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[퓨처 Eyes(23)] 콘크리트보다 강하고 환경친화적인 차세대 건축자재 '페록'
- 기존 콘크리트보다 5배 강하고 이산화탄소(CO₂)를 흡수하는 환경친화적인 건축 자재 페록이 개발됐다. 콘크리트가 건축 자재로 사용되기 시작한 시기는 고대 로마 시대로 거슬러 올라간다. 로마인들은 기원전 3세기경부터 콘크리트를 사용하기 시작했으며, 이를 활용해 수많은 건축물, 교량, 도로 등을 건설했다. 로마 콘크리트는 화산재와 석회석을 혼합한 것으로, 현대 콘크리트의 전신이라 할 수 있다. 그 당시에 건설된 많은 구조물들이 오늘날까지도 남아 있어 그 내구성을 입증하고 있다. 미국 애리조나 대학에서 개발된 '페록(Ferrock)'이라는 새로운 건축 자재가 과학 저널을 통해 최근 또 다시 주목받고 있다. '페록(Ferrock)'은 '철'과 '돌'이 결합된 용어다. 시멘트 대용품으로 사용되는 친환경 건축 자재인 페록은 주로 폐철강 분진과 유리 분쇄물에서 나온 실리카 등 재활용 재료로 생산된다. 철강 분진은 이산화탄소와 반응해 탄산철을 생성하고, 이것이 응고되면 페록이 된다. 미국 매체 쿨다운(TCD)에 따르면 페록은 기존 콘크리트보다 강하면서 환경친화적이라는 특징을 지니고 있어 건물이나 인프라 구조물 설계에 혁신을 가져올 수 있다는 평가를 받고 있다. 강철 분진과 실리카의 혼합물을 철암 및 물과 혼합하고 고농도의 이산화탄소에 노출시키면 페록 경화 과정이 진행된다. 페록의 강도는 일반 포틀랜드 시멘트로 만든 콘크리트의 5배에 달한다. 또한 기존 콘크리트에 비해 더 유연하다. 균열 없이 움직임과 압력을 견디는 페록은 콘크리트에 비해 지진에 의한 압축 하중을 더 많이 견딘다. 일반적으로 페록 강도는 34.5 Mpa(메가파스칼)에서 48 Mpa 사이이며 일부 페록 테스트에서는 69 Mpa에 도달했다. 갓 만들어진 페록은 빠르게 굳으며 최대 강도에 도달하는 데 약 1주일이 걸린다. 페록의 개발은 10여 년 전, 데이비드 스톤 박사 연구원이 시멘트 대체재 개발 대회에서 폐철강 분진을 사용해 우승하면서 시작됐다. 2013년 특허를 획득한 스톤 박사는 '아이언쉘(Iron Shell)' 회사를 설립해 페록 상용화에 나섰다. 스톤 박사는 "실험실에서의 우연한 발견에서 시작됐다"라고 말했다. 보다 지속 가능한 건축 산업 혁신은 짚을 포함한 모든 종류의 재료를 사용하는 전 세계 연구자들의 관심사다. 폐 철강도 바로 여기에 속한다. 건설업계 전문지 사이언스다이렉트(ScienceDirect)에 따르면 페록은 기존 콘크리트보다 압축 강도 13.5%, 인장 강도 20%, 휨 강도 18%가 강하다. 또한 주재료인 철강 분진과 유리 분말을 포함해 페록 제조 과정에 사용되는 재료의 95%는 재활용 재료로 이루어져 비용 효율이 높은 것으로 알려졌다. 아울러 경화 과정에서 특별한 화학 반응을 통해 대기 중 이산화탄소를 흡수해 오염을 줄이는 효과도 있다. 전 세계 시멘트 연간 생산량은 40억 톤이며, 제조 과정에서 지구 대기 오염의 8%를 차지한다고 로이터통신은 전했다. 현재 공개된 페록 사진은 벽돌 모양의 슬라브와 굳어서 벽을 형성하는 슬러리 형태를 보여준다. 보고서는 폐철강 확보 등 과제가 아직 남아있지만 소규모 프로젝트부터 적용 가능하다고 전했다. 페록 외에도 콘크리트보다 더 강한 신소재에 대한 연구는 다양한 분야에서 활발히 이루어지고 있다. 그래핀이나 탄소 나노튜브, 고성능 폴리머,금속 매트릭스 복합 재료 등의 신소재들은 건축, 항공, 자동차 등 여러 산업에서의 응용 가능성을 탐색하고 있다. 먼저 그래핀은 탄소 원자가 2차원 평면상에서 벌집 모양의 격자를 이루는 형태로, 강철보다 약 100배 강하면서도 매우 가벼운 물질이다. 그래핀은 높은 전도성, 유연성, 투명성을 가지며, 이러한 특성으로 인해 전자기기, 에너지 저장 장치, 심지어 건축재료에 이르기까지 광범위한 응용이 기대되고 있다. 탄소 나노튜브(Carbon Nanotubes, CNTs)는 그래핀을 원통형으로 말아 만든 나노스케일의 튜브 형태로, 뛰어난 인장 강도와 탄성 모듈러스를 가지고 있다. 이러한 속성으로 탄소 나노튜브는 항공우주, 군사, 스포츠 용품 등의 고성능 재료에 유용하게 활용될 수 있다. 고성능 폴리머 등 여러 고분자 재료들은 새로운 제조 기술과 결합해 콘크리트보다 훨씬 강하면서도 가벼운 신소재를 만드는 데 사용된다. 이들은 높은 내구성, 우수한 열 저항성 및 화학 저항성을 제공한다. 금속 매트릭스 복합재료(Metal Matrix Composites, MMCs)는 금속을 기반으로 해 다른 금속이나 비금속 재료를 강화재로 추가하여 제작된다. 이러한 복합재료는 원래 금속의 좋은 성질에 강화재의 특성을 더해, 더 높은 강도와 경도, 개선된 내구성을 제공한다. 그밖에 세라믹 매트릭스 복합재료(Ceramic Matrix Composites, CMCs)는 세라믹을 기반으로 하며, 강화재로 탄소 나노튜브나 그래핀 같은 나노물질을 사용할 수 있다. 이들은 높은 온도에서의 안정성, 낮은 밀도, 뛰어난 내마모성 등을 제공한다. 이러한 신소재들은 각각의 독특한 특성으로 인해 콘크리트와 같은 전통적인 건축 재료를 대체하거나, 그 성능을 크게 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 연구와 개발이 계속됨에 따라, 페록과 그래핀 등 신소재들의 생산 비용이 절감되고, 더 넓은 적용 범위와 함께 실용화될 것으로 기대된다.
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[퓨처 Eyes(23)] 콘크리트보다 강하고 환경친화적인 차세대 건축자재 '페록'
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2024년 지구 평균 기온, 산업화 이전 수준보다 1.5°C 상승 예상
- 2023년은 기록적으로 가장 더운 해로 확인되었으며, 이로 인해 이번 해에는 지구 연평균 기온이 산업화 이전 수준보다 처음으로 1.5°C 상승이라는 임계치를 넘어설 것으로 우려되고 있다. 실제로 작년에는 기후변화로 인해 지구의 허파이자 최대 탄소저장소 역할을 해온 아마존이 극심한 가뭄으로 인해 여러 지역에서는 화재가 발생하고, 동물들이 멸종 위기에 처하는 등 심각한 문제가 발생했다. 스페인 매체 라보즈(lavoz)는 유럽 중기예보센터(ECMWF)가 1850년 이후 기후를 측정한 결과로, 지난해가 역사상 가장 더운 해로 기록되었다고 최근 보도했다. 이 매체에 따르면, 지난해 지구 평균 표면 기온은 14.98°C에 도달해 지금까지 가장 따뜻한 해로 기록된 지난 2016년보다 0.17°C 높아져 역사상 최고로 기록됐다. 현재로서는 올해가 더울 것으로 예측되고 있다. 스페인 바르셀로나 슈퍼컴퓨팅 센터(BSC)의 기후 변동성 및 변화 그룹이 최근 발표한 데카달(10년) 예측에 따르면, 이번 해의 지구 표면 연평균 기온은 이전 기간보다 높을 것으로 예상된다. 게다가, 온실가스 배출이 계속되는 한, 다음 해에도 기온은 계속 상승할 것으로 예상된다. BSC 지구과학부의 기후 변동성 및 변화(CVC) 그룹의 기후학자들은 지구 표면 연평균 온도 상승이 산업화 이전 수준보다 1.43°C에서 1.69°C 사이로 예상된다고 예측했다. 또한, BSC의 CVC 그룹은 올해부터 오는 2033년까지 10년 동안의 기후 변화 예측을 발표했다. BSC의 수석 10년 예측 책임자인 로베르토 빌바오(Roberto Bilbao) 연구원은 "우리의 데카달(10년) 예측 시스템은 온실가스와 에어로졸 배출의 영향뿐만 아니라 기후 시스템에 내재된 자연적 변동성을 고려하여 연도별 변동과 장기적인 온난화 추세를 모두 예측할 수 있게 해준다"고 설명했다. BSC의 예측 시스템에 따르면, 향후 20년(20242028년 및 20292033년) 동안 지구 평균 기온은 산업화 이전 수준보다 각각 1.49°C에서 1.79°C 또는 1.67°C와 1.94°C 사이에 도달할 것으로 예측된다. BSC의 아이크레아(Icrea·카탈루냐연구소)교수이자 BSC CVC 그룹 공동 리더인 마르쿠스 도낫(Markus Domat) 교수는 "특정 연도가 전년도보다 약간 더워지거나, 추워질 수 있는 연도 변동 가능성에도 불구하고, 지구 기후는 여전히 우려스러운 온난화 궤도에 있으며, 이로 인해 2015년 세계 지도자들이 파리에서 합의한 목표치를 달성하지 못할 가능성이 더 커지고 있다"고 우려했다. 지구 또는 지구 온난화는 수년에 걸쳐 생성된 지구 표면 전체의 악화된 온도 상승으로 삼림 벌채나 토양의 과잉 개발과 같은 환경에 영향을 미치는 다양한 인간 활동의 결과로 나타난다. 이러한 이유로 매년 1월 28일은 세계 이산화탄소 또는 이산화탄소 배출 감소의 날로서, 세계 지구 온난화 방지 행동의 날을 기념하고 있다. 이산화탄소는 지구의 생물학적 과정에 필수적이며, 생명의 균형과 웰빙을 유지하는 데 필요한 가스로 지구에 농축되어 있다. 그러나 최근 몇 십 년 동안 산업 사회의 활동과 관련하여 대기 중 이산화탄소 농도가 극적으로 증가하여 지구의 기후에 큰 불균형을 초래하고 있다. 이에 많은 기업들은 이산화탄소 감축을 위해 다양한 노력을 기울이고 있다. 예를 들면, RE100과 탄소제로와 같은 활동이 있다. 'RE100'은 기업이 사용하는 전력량의 100%를 2050년까지 풍력, 태양광 등 재생에너지로 충당하는 국제 캠페인이다. 재생에너지는 석유화석연료를 대체하는 태양열, 태양광, 바이오, 풍력, 수력, 지열 등에서 발생하는 에너지를 의미한다. 이를 통해 이산화탄소 감축을 목표로 하고 있다. '탄소제로'는 기업이 모든 활동에서 발생하는 이산화탄소를 최대한 감축하고, 부득이한 절감이 어려운 부분에 대해서는 탄소배출권을 자발적으로 매입하여 궁극적으로 이산화탄소 발생을 '0'으로 만드는 것을 의미한다.
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2024년 지구 평균 기온, 산업화 이전 수준보다 1.5°C 상승 예상
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국제유가, 중동리스크 고조에 아시아시장서 상승세
- 국제유가는 29일(현지시간) 중동 리스크 고조와 러시아의 석유제품 수출 감소 등 영향으로 상승했다. 이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 미국텍사스산중질유(WTI) 3월물 가격은 싱가포르 원유시장에서 오후2시21분(현지시간) 0.50%(39센트) 오른 배럴당 78.40달러에 거래됐다. WTI는 장중 1%이상 올라 배럴당 79달러를 넘어서기도 했다. 북해산 브렌트유 4월물은 0.47%(39센트) 오른 배럴당 83.34달러를 기록했다. 브렌트유는 장중 일시 1.5% 급등해 배럴당 84.80달러까지 오르며 85달러선에 육박하기도 했다. 국제유가가 상승한 것은 점점 급박해지는 중동 정세에 따른 원유공급 차질이 부각된 때문으로 분석된다. 미국 백악관은 28일 이란의 지원을 받는 무장세력이 요르단 내 미군 주둔지 ‘타워22’를 공격, 미군 3명이 숨지고 수십명이 다쳤다고 밝혔다. 팔레스타인 무장세력 하마스가 지난해 10월 이스라엘을 공격한 이래 미군이 숨지기는 이번이 처음이다. 앞서 지난 26일에는 홍해에서 후티 반군이 유조선에 미사일 공격을 가하기도 했다. 후티 반군이 유조선을 공격한 것도 이번이 처음이다. 싱가포르에 본사를 둔 다국적 상품 무역회사 트라피구라는 홍해에서 자사 유조선이 예멘 친이란 반군 후티의 공격을 받았다면서 홍해운항의 안전에 대한 우려를 밝혔다. ANZ의 애널리스트들은 공급혼란은 지금까지 제한적이었지만 트라피글라의 유조선에 대한 공격을 받아 26일에는 상황이 급변했다고 지적했다. 이들은 "미국과 영국에 관련된 석유유조선이 공격의 위험에 더 노출되는 가운데 시장은 원유공급 혼란 리스크를 재평가할 것"이라고 분석했다. 마이클 트란 RBC캐피탈마켓 분석가는 "지정학적 ‘위험’이 현실로 빠르게 진화했다"고 평가했다. 그는 "국제유가는 아직 홍해 일대 고조된 긴장감을 완전히 반영하지 못한 상태다. 주말 사이 사건들로 인해 유가뿐 아니라 공급망 안보 전반에 대한 시장 전망이 조정될 것으로 본다"고 밝혔다. 또한 원유시장 관계자와 LSEG 선박추적 데이터에 따르면 러시아는 발트해와 흑해의 정유소에서 화재가 발새한 영향으로 러시아 나프타수출을 약 30%에 해당하는 하루 12만7500~13만6000 배럴이 줄어들 가능성이 높아졌다.
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국제유가, 중동리스크 고조에 아시아시장서 상승세
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국제유가, 원유공급 우려와 수요 증가 전망 겹쳐 한달만에 최고치
- 국제유가는 22일(현지시간) 원유 공급불안 우려와 수요증가 전망이 겹치면서 상승했다. 이날 연합뉴스가 전한 로이터통신 등 외신에 따르면 미국 뉴욕상업거래소에서 서부텍사스산중질유(WTI) 2월물 가격은 전거래일보다 2.4%(1.78달러) 오른 배럴당 75.19달러에 거래를 마쳤다. 이날 WTI 종가는 지난해 12월26일 이후 최고치다. 유가는 지난 7거래일 중에서 5거래일간 올랐다. 북해산 브렌트유 3월물은 1.9%(1.50달러) 상승한 배럴당 80.06달러에 거래를 마쳤다. 국제유가가 상승한 것은 러시아와 우크라이나의 전쟁 장기화와 중동의 지정학적 리스크 고조 등 영향으로 원유공급이 차질을 빚을 가능성이 부각된 때문으로 분석된다. 주말 동안 우크라이나에 접경한 러시아 서부 브랸스크주의 유류 창고가 무인기(드론) 공습을 받아 큰 화재가 발생했다는 소식에 공급 우려가 불거졌다. 앞서 우크라이나 당국 관계자는 "우리 정보기관이 이번 러시아 유류창고 공격을 수행했다"고 언급했다. 미즈호의 밥 야거 매니징 디렉터는 이번 우크라이나의 드론 공격은 러시아 석유 인프라를 공격하는 것이 우크라이나의 하나의 정책이 될지에 대한 의문을 야기한다며 만약 그러하다면 이는 유가에 문제가 될 것이라고 경고했다. 어게인 캐피털 애널리스트도 우크라이나가 러시아의 석유 기반 시설을 목표로 한다면 이는 유가에 게임 체인저가 될 수 있다고 말했다. 북극 한파로 북미지역에서의 원유생산이 축소할 것이라는 예상도 원유 매수세를 강화했다. 미국 전역의 혹독한 추위는 산유량 3위인 노스다코타주의 원유 생산량을 제한하고 다른 주의 생산도 방해하고 있다. 미국 주가지수가 사상 최고치를 경신하면서 위험 자산이 오르자 원유수요 증가에 대한 기대감이 부각되자 유가를 끌어올린 요인으로 작용했다. 이날 미국 스탠더드 앤드 푸어스(S&P)500지수와 다우존스30산업평균지수가 역대 최고치를 경신했다. 프라이스 퓨처스 그룹의 필 플린 선임 시장 애널리스트는 "원유 트레이더들은 주가가 사상 최고치를 경신하자, 경기 침체가 없을 것이라는 점을 깨닫기 시작했다"며 "공급이 타이트해 보이는 상황에서 수요 기대가 더해지고 있다"고 지적했다. 그는 홍해 지역의 긴장, 중국과 대만의 긴장에 이어 노스다코다 지역의 한파로 인한 원유 생산 중단 등도 공급 위험을 높이고 있다고 지적했다. 한편 대표적인 안전자산인 국제금값은 달러강세와 미국 증시 상승 등 영향에 3거래일만에 하락했다. 이날 뉴욕상품거래소에서 2월물 금가격은 0.3%(7.1달러) 내린 온스당 2022.2달러에 거래를 마쳤다.
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국제유가, 원유공급 우려와 수요 증가 전망 겹쳐 한달만에 최고치
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하버드대 연구팀, 고체 배터리 재충전 10분대로 단축
- 미국 스타트업이 가격이 저렴하면서도 충전 시간을 획기적으로 줄인 전기자동차(EV)용 전고체 배터리를 개발했다. 현대 사회에서 탄소 중립을 향한 움직임이 활발해지면서, 전세계 에너지 기업들은 화석 연료에 대한 의존도를 줄이는 데 집중하고 있다. 이러한 상황에서 전기차용 배터리의 중요성이 더욱 강조되고 있으며, 특히 환경 친화적이고 에너지 효율이 높은 전고체 배터리 개발이 업계의 중요한 과제로 부상했다. 기술 전문 매체 클린테크니카(cleantechnica)는 최근 하버드 대학의 스핀오프 기업인 아덴 에너지(Adden Energy)가 충전 시간을 10분대로 낮춘 새로운 전고체 배터리를 개발했다고 보도했다. 이 배터리는 최대 6000사이클 동안 사용 가능하며, 재충전 시간은 단 10분에 불과하다. 이는 연료 탱크를 채우는 시간과 유사하다고 한다. 비용에 대한 구체적인 언급은 없었으나, 이 회사의 배터리는 수명이 길어 전기차의 제조 비용을 줄이는 데 크게 기여할 것으로 전망된다. 새로운 고체 에너지 저장 기술은 기존 리튬 이온 배터리의 액체를 폴리머, 첨단 세라믹 또는 기타 고체 재료로 대체하는 차세대 기술이다. 리튬 이온이 고체를 통과해 이동하게 하는 것은 어려운 기술이지만, 그로 인해 더 긴 사용 범위와 더 빠른 충전 시간을 제공한다. 새로운 고체 에너지 저장 기술은 기존 리튬 이온 배터리에서 사용되는 액체 전해질을 폴리머, 첨단 세라믹, 또는 다른 고체 재료로 대체하는 혁신적인 접근법이다. 리튬 이온이 고체를 통과해 이동하는 것은 기술적으로 어려운 과제이지만, 이를 통해 배터리의 사용 가능 범위를 확장하고 충전 시간을 단축할 수 있다. 아덴 에너지는 여러 고체 배터리 혁신 기업 중 하나로, 이온 이동의 장애를 극복하는 데 중점을 두고 있다. 특히 이 회사는 리튬 이온 배터리의 양극에서 발생하는 수상돌기 문제에 대한 강력한 해결책을 제시했다. 덴드라이트(일종의 수지상의 골격을 형성한 결정)는 리튬 이온 배터리의 양극에서 발생하는 작은 양치류의 돌기처럼 생긴 현상으로, 배터리 성능을 저하시키고 화재 위험을 증가시키는 요인이다. 2018년, 아덴 에너지는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 황화물 기반의 고체 전해질 연구 결과를 발표하며 고체 배터리 분야에서 중요한 발전을 이루었다. 아덴 에너지는 "우리 논문의 목표는 LGPS와 LSPS라는 두 가지 유형의 결정질 황화물 고체 전해질의 미세 구조를 조절하고 수정함으로써 전압 안정성을 향상시킬 수 있다는 점을 입증하는 것이다"라며 두 가지 유형의 결정질 황화물 고체 전해질에 대해 밝혔다. 더 나아가, 회사는 "황화물 고체 전해질의 미세 구조와 성능 간의 기본 메커니즘을 밝히는 것이 중요하다"며 "이는 미래 재료 및 배터리 셀 설계에 대한 지침이 될 수 있다"고 기대했다. 덴드라이트 현상은 과거에는 주로 액체 전해질을 사용하는 배터리에서만 관찰되었지만, 최근 연구에 따르면 고체 배터리에서도 문제가 될 수 있음이 밝혀졌다. 이 문제를 해결하기 위한 여러 방법이 연구되고 있는 가운데, 하버드 대학 SEAS(John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences)의 재료과학 부교수 신 리(Xin Li) 팀은 이 현상을 완전히 멈추는 데 성공했다. 하버드 대학의 언론 담당자 레아 버로우스(Leah Burrows)는 리 팀의 새로운 연구에 대해 "연구팀은 리튬화 반응을 제어하고 균일한 리튬 금속층의 도금을 촉진하기 위해 양극에 마이크론 크기의 실리콘 입자를 사용하여 덴드라이트 형성을 방지했다"고 설명했다. 버로우스는 "이 코팅된 입자가 전류 밀도가 균일하게 분포되는 표면을 만들어 덴드라이트의 성장을 막는다"고 설명했다. 또한, "이런 설계 덕분에 도금과 박리 과정이 평평한 표면에서 더 빠르게 일어날 수 있어 배터리를 약 10분 만에 재충전할 수 있다"고 덧붙였다. 리 부교수는 "우리의 설계에서 리튬 금속이 실리콘 입자를 감싸는 것은 초콜릿 트러플에 있는 헤이즐넛 코어를 단단한 초콜릿 껍질이 감싸는 것과 유사하다"라고 비유했다. 이 혁신적인 새 배터리는 현재 상업적 생산을 위한 확장 단계에 있다. 연구팀은 우표 크기의 파우치 셀을 사용하여 이번 실험을 진행했다. 이는 일반적인 대학 연구실에서 만들어진 배터리보다 10~20배 정도 크며, 실제 사용 환경에서의 데이터 수집에 충분한 크기라고 할 수 있다. 버로우스는 이 배터리의 내구성에 대해서도 언급했다. 그녀는 "배터리가 6000사이클을 거친 후에도 초기 용량의 80%를 유지하며, 이는 현재 시장에 나와 있는 다른 파우치 셀 배터리보다 우수한 성능을 나타낸다"고 말했다. 한편, 아덴 에너지는 2022년에 하버드 대학교의 기술개발실(Office of Technology Development)로부터 이 기술에 대한 독점 라이선스를 획득했다. 또한, 회사는 515만 달러(한화 약 68억원)의 시드 자금을 조달하는 데 성공했다. 이 자금은 창업 아이템을 구체화하고 개발하여 시제품을 생산하는 과정에 사용될 예정이다. 회사 측은 라이선스 획득과 벤처 자금 조달을 통해 하버드 대학의 실험실 프로토타입을 상업적 규모로 확장할 수 있게 되었다고 설명했다. 이를 통해 아덴 에너지는 전기자동차(EV) 시장에 빠르게 충전되고 안정적인 고체 리튬-금속 배터리를 제공할 수 있게 될 것으로 기대된다. 아덴 에너지는 2022년에 손바닥 크기의 파우치 셀을 개발하는 것을 첫 단계로 삼고, 향후 3~5년 이내에 전기자동차(EV)용 풀사이즈의 전고체 배터리 개발을 목표로 하고 있다. 이 회사는 2030년 이전에 이러한 배터리를 시장에 출시될 것으로 예상하고 있다. 리 부교수는 전기차의 중요성에 대해 강조하며, "전기차가 말 그대로 도로 위의 1%에 불과한 단순한 고급 패션 아이템으로 여겨져서는 안 된다"고 말했다. 그는 "청정에너지 미래를 향해 나아가기 위해서는 전기차가 일반 대중에게도 접근 가능해야 한다"고 강조했다. 그는 또한 "만약 전기차 배터리가 3년에서 5년만 지속된다면, 미국은 중고차 시장을 갖지 못할 것"이라고 지적했다. 이어 "기술은 모든 사람이 접근할 수 있어야 하며, 우리가 하고 있는 것처럼 배터리 수명을 연장하는 것은 그 과정에서 매우 중요한 부분이다"라고 덧붙였다.
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하버드대 연구팀, 고체 배터리 재충전 10분대로 단축
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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.
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도요타, 차세대 전고체배터리 EV 투입해 전기차 시장 주도 나서
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스페이스X, 휴대전화 연결위성 첫 발사
- 일론 머스크가 이끄는 우주기업 스페이스X가 휴대전화와 직접 연결해 통신 서비스를 제공할 인공위성 6개를 처음으로 궤도에 쏘아 올렸다. 3일(현지시간) 로이터통신 등에 따르면 스페이스X는 지난 2일 발사한 휴대전화 연결 위성 '다이렉트 투 셀' 6대가 궤도에 안착했다고 이날 밝혔다. 다이렉트 투 셀은 휴대전화 서비스가 불가능하거나 신호 감도가 약한 지역에서 휴대전화와 직접 연결돼 통신 서비스를 제공하는 일종의 기지국 역할을 한다. 미국 내 테스트를 거쳐 조만간 문자 서비스를 시작할 예정이다. 스페이스X는 올해는 우선 휴대전화 문자메시지 전송 서비스로 시작해 내년에는 음성통화와 인터넷 데이터 사용, 사물인터넷(IoT) 연결까지 가능하게 한다는 계획이다. 다이렉트 투 셀 사업엔 미국 T모바일과 캐나다 로저스, 일본 KDDI 등 7개 통신사가 참여한다. 머스크는 소셜미디어 엑스(X)를 통해 "지구 어디서나 휴대전화 연결이 가능해졌다"고 다이렉트 투 셀 발사를 평가했다. 사라 스팽글러 스페이스 X 위성 엔지니어링 담당 이사도 "휴대전화 위성 첫 발사는 스페이스 X 기술력을 입증하는 흥미로운 이정표"라고 말했다. 스페이스 X는 다이렉트 투 셀 등 자사의 위성 인터넷 서비스인 '스타링크'의 매출이 올해 100억달러(약 13조원)에 이를 것으로 예상하고 있다. 올해 스페이스 X 매출 전망치의 3분의 2에 달하는 규모다. 야후 파이낸스는 이 같은 실적을 바탕으로 이르면 올해 말 스타링크를 스페이스 X에서 분리, 기업공개(IPO)하는 방안을 머스크가 검토하고 있다고 보도했다. 스페이스X는 "다이렉트 투 셀은 외딴 지역에서 사용되는 농업 설비나 화재 감지용 사물인터넷 장치에 연결될 수 있고, 긴급 상황에서 활동하는 소방관이나 해상 구조대가 통신할 수 있게 해준다"며 "이 서비스는 전 세계 통신의 궤도를 완전히 바꿀 것"이라고 자신했다.
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- IT/바이오
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스페이스X, 휴대전화 연결위성 첫 발사
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금감원, 휴대폰 본인인증 중단 우려에 대체수단 마련 촉구
- 금융감독원은 금융기관이 휴대전화 본인인증을 특정 업체에 의존하면서 대체 수단을 마련하지 않는 사례에 대해 개선을 요구했다. 금감원은 18일, 전자금융 업무를 수행하는 금융회사 269개사(은행 32개, 금융투자 67개, 보험 41개, 저축은행 80개, 여전·상호·신용정보 49개)를 대상으로 IT상시협의체 회의를 개최하여 접속 안전성 문제에 대한 개선을 지도했다고 발표했다. 작년 10월에는 카카오 데이터센터 화재로 인해 카카오톡이 중단되었고, 이로 인해 카카오페이 및 가상자산 거래소에 접속 문제가 발생한 사례가 있었다. 이러한 사례를 고려하여 금융감독원은 금융회사들에 대한 대체 수단 마련과 접속 안전성에 대한 개선을 촉구하고 있다. 금감원은 이 사고를 계기로 수행한 조사 결과, 일부 금융회사에서 휴대전화 본인인증을 외부 특정 업체에 의존하면서 대체 접속 수단을 마련하지 않은 사례를 확인했다. 또한, 외부 업체와의 전산망 연결 과정에서 보안 수준이 높은 전용선이나 VPN(가상전용회선)을 사용하지 않고 일반 통신망을 이용하는 경우도 확인됐다. 금감원은 외부 시스템에서 발생한 단일 장애 지점을 확인하고, 이에 대한 신속한 대응을 위해 서비스 업체 이중화와 같은 대체 수단을 마련하는 체계를 구축하도록 권고했다. 또한, 대체수단이 없는 외부 시스템의 경우, 서비스 제공 업체가 비상 대책 및 품질 수준에 대한 정기적인 테스트를 수행하고 그 결과를 평가하는 등의 관리 방안을 마련하도록 권고했다. 아울러 본인인증과 같이 전자금융 거래에 직접 연계되는 서비스를 제공하는 업체는 전자금융보조업자에 필요한 보안 체계(전용회선 또는 동등한 보안 수준을 갖춘 가상의 전용회선(VPN) 사용)를 갖추어야 한다는 내용도 포함되어 있다. 금융감독원은 앞으로도 전자금융서비스 신뢰 확보와 금융소비자 피해 예방을 위한 역할을 충실히 수행해 나갈 예정이라고 밝혔다.
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- IT/바이오
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금감원, 휴대폰 본인인증 중단 우려에 대체수단 마련 촉구
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소비자가 구매를 피해야 할 전기차 8종
- 전기자동차(EV) 기술은 아직 초보 단계다. 전기차가 본격적으로 추진된 것은 불과 20년밖에 되지 않았지만, 생산이 활발해지고 경쟁이 치열해지면서 일부 브랜드와 모델은 다른 제품보다 신뢰가 더 떨어지는 나타났다. 야후파이낸스는 11일(현지시간) 컨슈머 리포트(Consumer Reports)를 인용해 일부 브랜드의 전기자동차가 내연기관 자동차보다 신뢰성이 떨어진다고 보도했다. 컨슈머 리포트가 독자들을 대상으로 실시한 조사에 따르면, 전기 자동차는 상호 연결되고 움직이는 부품이 적음에도 불구하고 일반적으로 내연기관 자동차보다 신뢰도가 낮은 것으로 나타났다. 탑스피드닷컴은 더욱이 일부 전기차 모델은 주행거리, 가격, 기능 측면에서 확실히 기대에 미치지 못한다고 보도했다. 다른 차량을 구매할 때와 마찬가지로, 전기차도 특정 제조사, 모델, 생산 연도에 대해 직접 조사하면 피해야 할 모델에 대한 정보를 얻을 수 있다. 성능이 다소 떨어지는 전기차부터 지나치게 비싼 전기차까지, 구매하지 말아야 할 8가지 전기차 목록을 소개한다. 여기에는 전세계에서 가장 많이 팔리고 있는 테슬라를 비롯해, 포드, 현대차까지 유명 메이커의 전기차가 포함돼 있다. 먼저, 마쯔다의 MX-30은 주행 거리(100마일, 약 161km)부터 가격(약 3만5000달러, 약 4620만원), 기능(경쟁사보다 적음)에 이르기까지 모든 면에서 낮은 점수를 받았다. 또한, 이 모델은 캘리포니아에서만 한정 수량으로 판매되었기 때문에 마쯔다 MX-30은 2023년 모델 이후 생산을 중단할 것이라고 발표했다. 두 번째로 테슬라 모델 X의 신뢰성 문제는 2017년까지 거슬러 올라간다. 탑스피드는 해당 모델에 대해 오작동하는 윙 도어와 앞 유리가 쉽게 깨지는 점을 지적했다. 그러나 더 시급한 것은 빠르게 소모되는 배터리와 전반적인 충전 문제로 보인다. 다음으로 특히 피해야 할 모델은 2019년과 2020년형 쉐보레 볼트다. 화재 문제에 대한 리콜과 낮은 신뢰도 등급이 문제였다. 중고 쉐보레 볼트를 구매하려고 하는 사람들은 가격이 적당하더라도 이 모델의 화재 등의 위험한 평판을 알고 있어야 한다. 역대 클래식 머스탱의 전기 버전에 관해서는 2021년과 2022년 모델을 피하는 것이 가장 좋다. 컨슈머 리포트는 포드 머스탱 마파-E(Mach-E)에 100점 만점에 35점을 부여했지만, 이 SUV는 여전히 에드먼즈(Edmunds)와 카 앤 드라이버(Car and Driver)와 같은 전문 사이트로부터 높은 점수를 받았다. 그렇다면 이 차의 주요 위험은 무엇일까? 탑스피드에 따르면 배터리 과열로 인한 시동 꺼짐과 시동 문제다. 현대차 코나 일렉트릭의 경우, 기본 모델인 코나 EV의 주행거리는 약 200마일(약 322km)이지만, 64.8kWh의 부스트 배터리를 탑재해 1회 충전으로 경쟁사 수준인 최대 260마일(약 418km)을 주행할 수 있다. 하지만 이전 모델과 마찬가지로 2024 코나 일렉트릭은 사륜구동 전용이며 미국의 26개 주에서만 이용할 수 있다. 이 밖에도 닛산의 리프는 가격은 적당하지만 그저그런 성능이 문제가 됐다. 그밖에 럭셔리 전기차 시장에서의 명성에도 불구하고 전력 손실과 리콜 문제가 불거진 포르쉐 타이칸 EV, 적재함의 대부분을 배터리로 차지해 용도가 불분명해진 포드 포커스 일렉트릭 등도 낮은 점수를 얻었다. 전기차가 첨단 기술, 배기가스 감소와 연비 측면에서 미래를 위한 길을 닦고 있지만, 소비자는 위의 여러가지 문제점을 고려한다면 새로운 전기차를 구매하기 전에 직접 실사를 하는 것이 바람직하다.
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- 산업
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소비자가 구매를 피해야 할 전기차 8종
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3세대 실손보험 손해율 156.6% 급등⋯내년 보험료 또 인상 블가피
- 3세대 실손보험 손해율이 급등해 올해 상반기 150%를 넘으면서 내년 보험료 인상이 불가피할 것으로 보인다. 하지만 정부의 '상생 금융' 압박이 거세지면서 보험사들의 고민도 깊어지고 있다. 4일 보험업계에 따르면 실손보험을 취급하는 손해보험사 전사에서 취합한 올해 상반기 실손보험 손해율은 121.2%로 작년(118.9%)보다 상승했다. 손해율이 100%가 넘는다는 것은 보험사들이 실손보험에서 적자를 내고 있다는 의미다. 보험사의 실손보험 적자 규모는 2019년 2조5000억 원, 2020년 2조5000억 원, 2021년 2조8000억 원, 2022년 1조5000억 원을 기록하고 있다. 특히 2017년 출시된 3세대 실손보험의 손해율은 작년 131.4%를 기록한 데 이어 올해 상반기 156.6%로 뛰었다. 보험사가 100만원을 받으면 160만원가량이 보험금으로 나간다는 의미다. 가장 최근인 2021년 출시된 4세대 손해율 역시 작년 89.5%에서 올해 115.9%로 올랐다. 반면 1세대 손해율은 작년 124.9%에서 올해 121.5%로, 2세대는 작년 111.5%에서 올해 110.7%로 점차 안정화하는 추세다. 대법원 판결 이후 백내장 과잉 수술 관련 심사기준이 강화되면서다. 실손보험의 손해율이 꾸준히 상승하는 원인으로는 비급여 항목 과잉진료가 꼽힌다. 삼성화재·현대해상·메리츠화재·KB손해보험 등 4개 보험사의 최근 5년간(2018∼2022년) 주요 비급여 항목별 지급보험금 추이를 보면 도수·체외충격파·증식치료 등 물리치료는 연평균 19.3% 증가했다. 영양제 등 비급여주사제(암환자 제외)에 지급된 보험금도 연평균 20.2% 증가했다. 이외에도 발달지연(59.6%), 재판매 가능 치료재료(48.8%), 여성형 유방증(56.0%) 등의 항목에 지급되는 보험금이 가파르게 상승하는 추세다. 작년 한 해 이들 6개 비급여 항목에 지급된 보험금은 1조6163억원으로 2018년(7242억원)에 비해 2배 이상으로 증가했다. 비급여 항목은 의료기관에서 가격과 횟수를 자율적으로 결정할 수 있어 과잉진료를 낳는다는 지적이 계속돼 왔다. 최근 건강보험심사평가원에서 공개한 내용에 따르면 비급여 도수치료의 가격 편차는 최소 6배(중간가격 10만원, 최고가격 60만원)에 이른다. 손해율 악화에 따라 3세대 실손보험의 보험료 인상은 불가피할 것으로 업계는 전망하고 있다. 다만 손해율이 안정되고 있는 1세대 보험료는 일부 인하될 가능성도 제기된다. 삼성화재는 앞서 3분기 실적 콘퍼런스 콜을 통해 1세대 실손 관련 지급보험금 추세 등을 고려하면 작년 대비 인하 요인이 있어서 보험료 조정에 반영하겠다고 밝힌 바 있다. 보험업계 관계자는 "현재 추세가 지속될 경우 올 연말까지 3세대 실손보험의 손해율이 160%를 초과할 것으로 보인다. 이에 따라 보험료 정상화가 필요하다"며 "1세대 실손보험의 경우 회사별로 상황이 다르지만, 주로 대형 보험사들에서 인하할 여지가 있을 수 있다"고 말했다.
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- 생활경제
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3세대 실손보험 손해율 156.6% 급등⋯내년 보험료 또 인상 블가피
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전기차 배터리 니켈 기반 음극, 충전 수명 연장 길 열렸다
- 전기자동차(EV) 배터리의 수명을 연장하고 안전한 배터리를 만들 수 있는 새로운 기준이 제시됐다. 현재 전기차 배터리 시장에서 리튬이온 배터리가 가장 널리 사용되고 있지만, 화재 위험과 비싼 비용 문제로 어려움을 겪고 있는 상황이다. 최근 이 분야의 연구가 진전을 보이고 있다. 야후 뉴스에 따르면, 텍사스 대학교(UT) 오스틴캠퍼스 연구팀은 전기자동차용 배터리에서 사용되는 니켈 기반 음극의 균열 원인을 확인했다고 보도했다. 이 발견은 배터리의 충전 수명을 연장하고 더 안전한 배터리를 제작하는 데 중요한 발전으로 평가된다. 니켈 기반 음극은 배터리의 주요 부품 중 하나로, 사이언스다이렉트(ScienceDirect)에 따르면, 사이클 수명에 대한 의문이 있지만 높은 용량과 밀도를 제공하는 것으로 알려져 있다. 전기자동차 배터리의 수명을 단축시키는 음극 균열 문제는 오랜 기간 사용으로 인한 마모로 인해 발생하는 것으로 여겨져 왔다. 이 문제는 대부분의 업계 전문가들에 의해 '필연적'인 현상으로 인식되어 왔다. 그러나 UT 연구팀은 이러한 균열이 전해질과 음극 사이의 반응과 더 밀접한 관련이 있다는 새로운 발견을 했다. 이 발견은 파워 팩의 유용성을 확장하고, 더 나은 화학적 구성을 가진 배터리를 개발하는 데 중요한 기여를 할 수 있을 것으로 보인다. 연구팀의 책임자 아루무감 만티람(Arumugam Manthiram)은 "이 분야의 전반적인 이해에 오류가 있었으며, 우리는 이러한 오해를 바로잡고 전해질에 더 많은 주목을 기울여야 함을 보여주고 싶다"고 말했다. 이러한 연구 결과는 배터리의 안전성을 향상시키고, 이미 성장하고 있는 전기자동차 부문의 확장에 기여할 수 있는 새로운 검사 방법과 업계 노력의 일부로서 중요한 의미를 가진다. 리튬 이온 배터리에서 충전 및 방전 과정 중에 리튬 이온은 양극과 음극 사이를 오가며 이동한다. 미국 에너지부에 따르면, 이 이온들은 전해질이라고 불리는 용액(액체 또는 고체 형태일 수 있음)을 통해 이동한다. UT 연구팀이 최근에 발견한 문제의 핵심은 바로 이 전해질과 관련된 것이다. 연구팀 책임자 아루무감 만티람은 실험실 보고서에서 "전해질이 음극 표면과 반응하여 균열 형성을 증가시킨다는 사실을 발견했다"고 밝혔다. UT 팀은 배터리 작동 중에 가역적인 균열이 발생한다고 보고했는데, 이 보고서에 따르면 전해질은 이러한 균열로 침투하여 음극에서 산소를 제거하고 균열을 고정시킨다. 배터리 전문가들은 리튬 이온 배터리에서 발생하는 문제를 이해하기 쉽게 설명하기 위해 이 과정을 강둑이 침식되는 강에 비유했다. 이들의 견해에 따르면, 전해질이 음극 표면에 미치는 영향이 배터리 열화의 주요 원인으로 지목되고 있다. 이번 발견을 통해, 연구팀은 이제 더 많은 배터리 전문가들이 균열 문제 해결을 위해 전해질과 음극 간의 상호작용에 초점을 맞추기를 기대하고 있다. 실제로, 새로운 양극재를 개발하는 것보다 기존 양극재의 문제를 해결하는 것이 더 효과적일 수 있다는 의견이 제시됐다. 또한, 전 세계의 연구소에서는 최적의 배터리 성능을 달성하기 위해 다양한 금속 혼합을 탐구하고 있다. 이러한 연구에는 철이나 공기와 같은 일반적인 요소들도 포함되어 있으며, 이는 전기자동차 배터리의 성능과 안정성 향상을 위한 중요한 연구 분야로 자리잡고 있다. UT 연구원인 스티븐 리(Steven Lee)는 전해질 사용의 개선이 배터리 수명 연장에 중요한 역할을 할 수 있다고 강조했다. 리는 "상업적인 측면에서 보면, 입증되지 않은 이국적인 구조 수정 방법에 의존하는 것보다 더 나은 전해질을 사용하는 것이 훨씬 더 확장성이 뛰어나다"고 밝혔다. 그는 이어 "우리의 접근법은 배터리 수명을 연장하기 위한 더 쉬운 해법을 제공할 수 있는 새로운 관점으로 배터리 커뮤니티를 교육하는 것"이라고 덧붙였다. 한편, 전문가들은 전기차 사용의 증가와 함께 배터리 안정성이 중요한 경쟁 요소가 될 것으로 전망하고 있다. 이에 따라, 한국은 2023년 9월 여의도 전경련회관 콘퍼런스센터에서 전기차 및 에너지저장시스템(ESS) 화재의 원인 분석과 예방, 진압에 관한 기술 세미나를 개최했다. 전기차 화재의 주요 원인으로는 노화에 따른 성능 저하, 주행 중 배터리의 충격 및 손상 등이 꼽힌다. 대부분의 전기차 화재는 충전 완료 후 2시간에서 5시간 사이에 발생하는데, 특히 셀 간 전압 차를 조정하는 셀밸런싱 과정에서 문제가 발생할 가능성이 높다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전기차 충전 기술 기업 차지인의 최영석 대표는 "전기차를 장기간 사용할 경우 화재 발생 위험이 있으므로 노화되고 손상된 배터리를 식별하는 기술이 필요하다"고 강조했다.
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- 산업
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전기차 배터리 니켈 기반 음극, 충전 수명 연장 길 열렸다
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혼다, 엔진 결함으로 미국서 25만대 리콜⋯올해 총 300만대 이상 리콜
- 혼다는 미국 도로교통안전국에 제출한 공식 공지에서, 아큐라와 혼다 차량의 일부 모델의 엔진 커넥팅 로드 베어링에 결함이 발견되어 "주행 중에 엔진이 부적절하게 작동하거나 정지하여 화재, 충돌 또는 부상의 위험을 증가시킬 수 있다"고 밝혔다. 리콜 대상에는 2015년부터 2020년까지 제조된 특정 아큐라 TLX(Acura TLX)와 2016년부터 2020년까지 제조된 아큐라 MDX SUV가 포함된다. 또한, 2018년과 2019년형 혼다 오딧세이(odyssey) 미니밴, 2016년과 2018년, 2019년형 파일럿(Pilot), 2017년부터 2019년까지 제조된 리지라인(Ridgeline) 픽업트럭도 잠재적으로 영향을 받을 수 있다. 혼다는 해당 차량 소유자들에게 2024년 1월 2일부 서면 통지를 보내고, 혼다 딜러에서 엔진을 무료로 검사하고 수리 또는 교체할 것이라고 밝혔다. 한편,
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- 산업
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혼다, 엔진 결함으로 미국서 25만대 리콜⋯올해 총 300만대 이상 리콜
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美 육군, 고출력 마이크로파로 드론 떼 제압 성공
- 최근 전쟁 판도를 바꾼 중요한 무기 중 하나로 '드론'이 꼽히고 있다. 우크라이나와 러시아 전쟁, 이스라엘과 하마스의 전쟁에서도 드론이 얼마나 중요한 역할을 하고 있는지 알 수 있다. 이제는 거꾸로 드론의 공격을 방어할 수 있는 방어체계 구축에 전 세계의 시선이 옮겨지고 있다. 최근 미군은 드론 떼의 공격에 대응할 수 있는 새로운 방어체계를 구축하고 정부의 수용 테스트를 완료한 것으로 알려졌다. 미국의 군사 전문 매체 C4ISRNET은 에피루스(Epirus)가 개발한 고출력 마이크로파 기술을 이용한 드론 방어용 프로토타입이 정부의 승인 테스트를 통과했다고 보도했다. 보도에 따르면, 이 프로토타입 시스템은 미국 육군에 인도되었으며, 드론뿐만 아니라 로켓, 대포, 박격포, 순항 미사일 등 다양한 위협으로부터 보호하는 간접화재 방어능력(IFPC)을 갖추고 있다. 이 IFPC(Indirect Fire Protection Capability) 시스템은 물리적 요격 기능과 레이저, 고출력 마이크로파 기술을 결합한 것이다. 미군은 현재 미국의 항공우주 기업 다이네틱스(Dynetics)로부터 IFPC 발사대의 첫 12개 프로토타입을 받고 있으며, 이 시스템은 2024년에 운영 테스트를 시작할 예정이다. 에피루스 측은 IFPC-HPM(고출력 마이크로파)이 2022년 12월 미군의 신속 능력 및 핵심 기술 사무국과 체결한 계약에 따라 개발된 무인 항공기 시스템-군집 능력을 갖춘 것이라고 밝혔다. 벤처 캐피털의 지원을 받는 에피루스는 미군이 저가의 드론 위협을 고가의 미사일로 대응하는 문제를 해결하기 위해 비용 효율적인 레오니다스(Leonidas) 시스템을 개발했다. 이 시스템은 과열 없이 즉각적으로 반응하며, 한 번 배치되면 재장전이 필요 없다. 레오니다스의 운영자들은 HPM(고출력 마이크로파) 펄스를 정밀하게 조절하여, 단일 무인 항공 시스템(UAS)이나 드론 무리를 효과적으로 타격할 수 있다. 에피루스는 최근 네바다에서 이 레오니다스 기반 IFPC-HPM 시스템에 대한 정부의 승인 테스트를 성공적으로 마쳤다고 밝혔다. 이 시스템은 다양한 상황에서의 스트레스 테스트를 거쳐, 드론 무리(떼)에 대응할 수 있는 능력과 신뢰성을 입증했다. 회사 측에 따르면, 이 시스템은 미군의 지속적인 평가 및 테스트를 거쳐, 작전 사용을 위한 전략, 기술 및 절차 개발에 기여할 것이다. RCCTO(신속 능력 및 핵심 기술 사무국)와의 계약의 일환으로, 추가적인 3대의 프로토타입이 미군에 인도될 예정이며, 이 시스템은 추가적인 개발 테스트를 진행한다. 에피루스는 2018년 창립 이후 2년 만에 8000만 달러(한화 약 1056억원)의 자본을 조달하며 빠르게 성장했다. 노스롭 그루먼(Northrop Grumman), 제너럴 다이내믹스(General Dynamics), 엘3해리스 테크놀로지스(L3Harris Technologies) 등 대형 계약사들도 이 회사의 기술에 투자했다. 한편, 한국전력기술은 국가 중요 시설물의 안전성 강화를 위해 원자력 발전소에 대한 드론 공격 방어 체계를 구축하기로 하고, 테라디펜스와 협약을 체결했다. 이 회사는 능동형 위상 배열 레이더 기술을 기반으로 10km 이상의 범위에서 무인기나 자살 드론을 탐지, 추적, 무력화하는 안티 드론 방호 체계 기술을 보유하고 있다.
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- 산업
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美 육군, 고출력 마이크로파로 드론 떼 제압 성공
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도요타, 화재 위험으로 RAV4 SUV 180만대 리콜
- 일본 자동차 제조업체 도요타가 화재 위험으로 미국에서 180만대 이상의 RAV4 SUV를 리콜(시정조치)한다. 폭스 비즈니스는 2일(이하 현지시간) 도요타는 화재 위험으로 미국 내 2013~2018년식 스포츠유틸리티차(SUV) RAV4 약 180만대를 리콜한다고 발표했다고 전했다. SUV에 장착된 일부 교체용 배터리는 규격이 맞지 않아 차량이 급회전할 경우 배터리가 흔들리면서 화재가 발생할 수 있다. 도요타는 지난 1일 공지를 통해 안전 리콜은 배터리 교체와 관련된 화재 위험 때문이라고 밝혔다. 이 자동차 제조업체는 "대상 차량에 지정된 크기의 일부 교체용 12볼트 배터리는 상단 크기가 다른 배터리보다 작습니다. 상단 소형 배터리를 교체용으로 사용하고 홀드 다운 클램프를 올바르게 조이지 않으면 차량을 세게 돌릴 때 배터리가 움직일 수 있습니다. 이 움직임으로 인해 양극 배터리 단자가 홀드 다운 클램프에 접촉하여 단락되어 화재 위험이 높아질 수 있습니다"라고 설명했다. 폭스 비즈니스는 도요타는 해결책을 찾기 위해 노력하고 있다고 말했지만 관련 부품과 관련된 화재나 사고가 있었는지 여부는 언급하지 않았다고 전했다. CNN에 따르면 도요타는 배터리 고정 클램프, 배터리 트레이, 양극 단자 커버를 소유자에게 무료로 교체할 수 있는 해결책을 연구 중이라고 밝혔다. 관련 사항은 12월에 공지될 예정이다. 도요타 딜러는 배터리 고정 클램프, 배터리 트레이와 양극 단자 커버를 소유자에게 무료로 '개선된 제품'으로 교체할 계획이다. 해당 도요타 차량을 소유한 고객은 12월 말까지 회사로 연락해야 한다. 이번 리콜은 2013~2018년형 하이브리드(HEV) 또는 플러그인 하이브리드(PHEV) 차량에는 영향을 미치지 않는다. 도요타와 미국 도로교통안전국은 모두 해당 차량에 대한 정보를 제공하는 웹사이트를 운영하고 있으며, 차량 식별 번호(VIN) 또는 번호판 정보를 통해 조회가 가능하다. 한편, 리콜(Recall)은 결함이 있는 제품을 수거·파기 또는 수리나 교환, 환급해주는 제도이다. 리콜의 뜻은 원래 영어로 부적격한 대표를 임기가 끝나기 전에 해임할 수 있도록 한 주민소환제를 의미한다. 이를 확장해 결함 있는 제품을 시장에서 다시 불러들여 고쳐주는 의미로 전환됐다. 미국과 유럽 등 선진국에서는 1960년대부터 리콜 제도가 활성화되었으며 자발적 리콜이 일상화되어 있다. 우리나라는 1992년에 리콜 제도가 도입됐고, 2001년 7월 소비자보호법의 개정으로 리콜 제도가 강화됐다.
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도요타, 화재 위험으로 RAV4 SUV 180만대 리콜
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리튬이온 배터리 대체제 개발…EV 시장 혁신 기대
- 리튬이온 배터리 대체제로 불이 붙거나 폭발하지 않는 솔리드 스테이트 배터리가 개발됐다고 야후가 TC(The Cool Down)를 인용 보도했다. 이 매체는 호주 알텍 배터리(Altech Batteries Ltd)와 독일 프라운호퍼 연구소(Fraunhofer Institute)가 리튬이온 배터리보다 안전하고, 저렴하며, 오래 지속되는 솔리드 스테이트 배터리(CERENERGY) 기술을 개발했다고 전했다. 이 배터리는 알루미늄, 니켈, 세라믹과 같은 저렴하고 풍부한 재료를 사용하여 제작되었으며, 리튬과 코발트와 같은 희소 자원을 사용하지 않는다. 또한, 액체 전해질을 사용하는 리튬이온 배터리와 달리 화재나 폭발의 위험이 없다. CERENERGY 배터리는 현재 독일에서 파일럿 플랜트를 통해 상용화를 위한 테스트를 진행 중이며, 2024년부터 본격적인 생산이 시작될 예정이다. 리튬이온 배터리는 현재 전기차, 스마트폰, 노트북 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 그러나 리튬과 코발트와 같은 희소 자원을 사용해 비용이 높고 화재나 폭발 위험 등의 기술적 한계가 있다. CERENERGY 배터리는 이러한 한계를 극복한 획기적인 기술이다. 따라서 전기차(EV) 보급 확대와 배터리 산업의 지속 가능한 발전에 기여할 것으로 기대된다. 안전성·경제성·환경성 획기적 개선 CERENERGY 배터리는 기존 리튬 이온 배터리보다 안전성이 크게 개선됐다. 액체 전해질을 사용하는 리튬이온 배터리는 충전과 방전 과정에서 전해질이 과열되면 화재나 폭발이 발생할 수 있다. 반면, CERENERGY 배터리는 고체 전해질을 사용하기 때문에 이러한 위험이 없다. 또한, CERENERGY 배터리는 제조 비용이 40~50% 저렴할 것으로 예상된다. 이는 리튬과 코발트와 같은 희소 자원을 사용하지 않기 때문이다. 뿐만 아니라, CERENERGY 배터리는 기존 리튬이온 배터리 수명의 3배에 달하는 15년 이상 사용할 수 있을 것으로 예상된다. 한국 배터리 산업에도 기회 CERENERGY 배터리는 한국 배터리 산업에도 새로운 기회를 제공할 전망이다. 전 세계 리튬이온 배터리 시장의 약 20%를 점유하고 있는 한국은 배터리 제조의 선도 국가다. CERENERGY 배터리 기술이 상용화될 경우, 한국의 배터리 기업들은 해당 배터리의 생산을 위해 필요한 기술과 설비 투자를 확보하기 위해 노력할 것으로 예상된다. 이는 한국 배터리 산업의 경쟁력 강화로 이어질 수 있다. CERENERGY 배터리의 개발은 리튬이온 배터리의 고비용과 화재 위험 등 기술의 한계를 극복하고, 배터리 산업의 미래를 바꿀 것으로 기대된다.
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리튬이온 배터리 대체제 개발…EV 시장 혁신 기대
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리튬이온 전지, 저온 합성법 리튬 세라믹 개발
- 리튬이온 배터리는 에너지 저장장치의 최정점에 서 있지만, 고비용과 화재 위험이 단점으로 지적된다. 특히 원자재 가격의 상승이 이어지면서, 보다 경제적이고 효율적인 리튬이온배터리의 연구개발이 가속화되고 있다. 과학기술·의학전문 매체 '사이언스엑스(Science X)'는 최근 화학 학술지 '앙게반테 케미(Angewandte Chemie)'에 게재된 고체 전해질 역할을 대신할 수 있는 경제적인 저온 합성법 리튬 세라믹 개발 소식을 전했다. 이 연구는 전기자동차의 배터리 개발에 있어서 큰 전환점이 될 것으로 보이며, 기존의 문제점들을 해결하는 데 일조할 것으로 보인다. 전기 자동차용 배터리 개발을 좌우하는 두 가지 요소는 차량 범위를 결정하는 '전력'과 '비용'으로, 이는 내연기관과의 경쟁에서 매우 중요하다. 미국 에너지부는 2030년까지 전기자동차의 배터리 생산 비용을 절감하고, 에너지 밀도를 높이는 것을 목표로 하고 있다. 이를 통해 내연기관 차량에서 전기 차량으로의 전환이 가속화될 것으로 전망되고 있다. 그러나 기존의 리튬이온 배터리만으로는 이 목표를 달성하기 어려울 것으로 보인다. 훨씬 더 작고, 더 가볍고, 강력하며 안전한 배터리를 제작하기 위한 새로운 접근 방식은 흑연 대신 금속 리튬을 사용한 양극 고체 셀을 사용하는 것이다. LLZO합성법 혁신 LLZO를 사용한 리튬이온 배터리 제조 과정에서는 일반적으로 이 물질을 1050°C 이상에서 음극과 함께 소결하여 급속한 리튬 전도성 입방 결정상을 형성하고, 전극에 강력하게 결합시켜야 한다. 그러나 600°C 이상의 고온 조건은 지속 가능한 저코발트 또는 무코발트 양극재의 안정성을 해치며, 생산비용과 에너지 소비 또한 상승시킨다. 이런 문제점을 해결하고자, 보다 경제적이며 지속 가능한 새로운 리튬이온 배터리 생산 방법의 필요성이 대두됐다. 이러한 배경 속에서 미국 케임브리지 MIT와 독일 뮌헨 TU의 연구팀이 새로운 합성 공정을 선보였다. 제니퍼 엘엠 루프(Jennifer LM Rupp) 박사가 이끄는 이 팀은 세라믹 전구체 화합물을 기반으로 하지 않는 새로운 방법을 개발했다. 이 공정은 LLZO를 형성하기 위해 순차적 분해 합성을 통해 직접 치밀화하는 액체 공정을 사용한다. 이를 통해 기존 방법보다 낮은 온도에서도 효율적으로 LLZO를 합성할 수 있게 되어, 생산 과정에서의 에너지 소비와 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대된다. 루프 박사와 그의 연구팀은 LLZO의 무정형 형태에서 결정질 형태(cLLZO)로의 다단계 상변환을 분석하기 위해 다양한 방법(라만 분광법, 동적 시차 주사 열량계 등)을 활용했다. 이를 통해 시간-온도-변환 다이어그램을 제작하며, 합성 경로의 조건을 최적화하는데 성공했다. 500도 이하에서 합성 성공 연구팀은 이러한 분석을 바탕으로 500°C라는 상대적으로 낮은 온도에서 10시간 동안 어닐링 과정을 거친 후, cLLZO를 조밀하고 견고한 필름 형태로 만드는 새로운 기술을 선보였다. 이 최적화된 합성 방법을 통해 미래의 배터리 설계에서는 코발트와 같은 사회 경제적으로 중요한 자원을 사용하지 않아도 되며, 지속 가능한 음극과 고체 LLZO 전해질을 통합할 수 있게 됐다. 연구팀은 최근의 연구 성과를 바탕으로 "전고체 배터리의 상용화가 한 걸음 더 가까워졌다"며 "앞으로의 연구를 통해 리튬 세라믹의 성능을 더욱 향상시키고, 다양한 종류의 전고체 배터리에 적용할 수 있을 것"이라고 밝혔다. 한편, 한국원자력연구원 창업기업 내일테크놀로지는 나노 신소재를 이용하여 리튬이온전지의 성능과 안정성을 향상시키는 새로운 기술을 선보였다. 질화붕소 나노튜브(BNNT)를 활용한 이 기술은, 900도 이상의 고온에서도 안정성을 유지하며, 화학적 반응성이 낮은 것이 특징이다. 내일테크놀로지의 이러한 기술은 배터리 제작 공정에 무리 없이 적용될 수 있으며, 배터리의 출력과 용량, 충전과 방전, 그리고 안전성 등 전반적인 성능 향상에 기여할 것으로 예상된다. 이로써, 배터리 관련 기술 분야에서의 혁신과 더불어 에너지 저장장치의 성능 향상이 기대된다.
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리튬이온 전지, 저온 합성법 리튬 세라믹 개발
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LG화학, 1500℃서 20분 견디는 '배터리 열폭주 지연 소재' 개발
- LG화학은 섭씨 1500도 화염에서도 20분 이상 손상되지 않고 견디는 배터리 열폭주 지연 소재를 LX하우시스와 공동 개발했다고 27일 밝혔다. 양사가 공동 개발한 '특수 난연 열가소성 연속 섬유 복합소재(특수 난연 CFT)' 강한 불길과 높은 압력에서도 기존 복합소재보다 14배 이상 긴 시간 견딜 수 있는 것으로 나타났다. LG화학 자체 테스트(Torch Test)에서 1.6㎜ 두께의 얇은 특수 난연 CFT에 1500℃ 이상의 열과 압력을 가했을 때 20분이 지나도 녹아 흘러내리거나 구멍이 생기지 않았다. 이는 업계 최고 수준의 화염 차단 성능이라고 LG화학은 설명했다. LX하우시스는 LG화학이 지난해 개발한 열폭주 지연 소재를 테이프 형태로 만들어 적층하는 제조 공법으로 화염 차단 성능을 높였다. 특수 난연 CFT에는 LG화학의 열폭주 지연 소재 기술과 LX하우시스의 열가소성 복합소재(CFT, Continuous Fiber Thermoplastics) 제조 기술이 적용됐다. LG화학이 지난해 개발한 열폭주 지연 소재는 1000℃ 이상에서 당시 세계 최장시간인 10분 이상 화염을 차단하는 성능을 나타냈다. LX하우시스는 LG화학의 소재를 테이프 형태로 만들어 적층하는 제조 공법을 사용해 차단 성능을 더욱 향상시켰다. 이번에 개발된 특수 난연 CFT는 단단하고 힘에 의한 변형이 작아(고강성) 전기차 배터리 부품 중 크기가 큰 배터리팩 상단과 하단 커버 등에 적용될 수 있다. 특히 전기차 화재 발생 시 불길이 퍼지는 것을 효과적으로 지연시켜 운전자의 대피와 화재 진압에 필요한 시간을 확보하는 데 도움이 될 것으로 기대된다. 앞서 LG화학이 개발한 열폭주 지연 소재는 세밀한 성형이 가능해 배터리 모듈에 주로 쓰이는 만큼 올해 개발한 두 소재가 함께 활용되면 전기차 배터리 화재 시 불길이 퍼지는 것을 이중 차단할 수 있다는 회사 측의 설명이다. 전기차 배터리 화재의 주요 원인인 열폭주는 다양한 원인으로 배터리 셀에 스트레스가 가해지며 열이 발생하는 현상이다. 열폭주 현상은 전기차의 대중화를 늦추는 요소 중 하나로, 전기차·배터리 고객사의 페인 포인트(Pain point, 어려운 지점)로 꼽혀왔다. LG화학과 LX하우시스는 기존 플라스틱만으로는 견디기 어려웠던 열폭주의 열과 압력을 특수 난연 CFT 개발로 해결했다. LG화학은 지난 2009년부터 열폭주 지연 소재에 대한 연구개발을 이어왔다. 지난해에는 소재 개발을 완료하고 양산 체계를 구축했다. 신재명 LG화학 엔지니어링소재사업부 마케팅부문 담당은 "전기차 배터리 열폭주 지연 소재와 글래스매트, CFT 등 토탈 솔루션 라인업을 갖추게 된 것을 자랑스럽게 생각한다"며 "전기차 운전자의 일상을 더 안전하게 지키는 동시에 고객의 페인 포인트를 해소할 수 있도록 연구개발을 이어갈 것"이라고 말했다.
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LG화학, 1500℃서 20분 견디는 '배터리 열폭주 지연 소재' 개발
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리튬이온전지보다 저렴하고 안전한 '수계이차전지' 개발
- 리튬이온 배터리는 현재 가장 널리 사용되는 에너지 저장 장치 중 하나이지만, 여러 문제점들이 도출되고 있다. 주요 원료의 비싼 가격과 한정된 매장량, 그리고 화재 위험성 등 다양한 문제점들이 제기되고 있어 대안이 필요하다. 이에, 많은 연구자들이 경제적이면서도 안전한 리튬이온 배터리의 대체품을 개발하기 위해 노력하고 있다. 과학기술·의학전문 매체 사이언스엑스(Science X)에 따르면, 한국과학기술원(KIST)의 오시형 박사팀은 비용과 안전을 충족하는 수계이차전지를 개발했다. 이 연구는 '에너지 스토리지 머티리얼(Journal Energy Storage Materials)' 저널에 게재됐다. 수계이차전지는 리튬이온전지에 비해 원재료 비용이 상당히 저렴하며, 경제적인 이점이 있다. 다만 물이 분해되면서 발생하는 수소 가스와 관련된 내부 압력 상승과 전해질 고갈 문제로 인해 상용화에 어려움을 겪고 있었다. 과학자들은 지금까지 금속 음극과 전해질 사이에서 발생하는 수소를 줄이기 위해 표면 보호층을 개발하여 접촉 면적을 최소화하는 방법을 사용해왔다. 그럼에도 불구하고, 금속 음극의 부식과 그에 따른 부반응으로 인해 전해질의 물이 지속적으로 분해되어 수소 가스가 발생, 이로 인해 장기간 사용랑 경우 폭발 위험이 존재했다. 이 문제를 해결하기 위해 오시형 박사 연구팀은 전지 내에서 발생하는 수소 가스를 자동으로 물로 변환시키는 새로운 방법을 개발했다. 이산화망간과 팔라듐으로 구성된 복합촉매를 이용해 전지의 성능과 안전성을 동시에 향상시킨 것. 이산화망간은 일반적으로 수소 가스와 반응하지 않지만, 팔라듐을 약간 첨가하면 수소 가스가 촉매에 더 쉽게 흡수되어 물로 변환된다. 연구팀은 이번에 개발한 이 새로운 촉매를 사용한 프로토타입 셀에서는, 셀 내부 압력이 0.1기압으로 매우 안정적인 상태를 유지했으며, 전해질의 고갈 현상도 발견되지 않았다고 밝혔다. 이 연구는 수계 이차전지의 주요 안전 문제 중 하나를 효과적으로 해결해, 향후 에너지 저장 장치(ESS)의 상용화에 있어서 중요한 진전을 가져올 것으로 예상된다. 리튬이온전지를 더 경제적이고 안전한 수계이차배터리로 대체한다면, 글로벌 에너지 저장 시스템(ESS) 시장의 빠른 성장을 촉진할 가능성이 있다. KIST의 오시형 박사는 "이 기술은 수계이차전지에 적용될 수 있는 내장형 안전 메커니즘 기반의 맞춤형 안전 전략과 연관되어 있으며, 위험 요소를 자동으로 제어한다"고 말했다. 그는 또한 "이 기술은 수소 가스 누출이 큰 위험 요소인 수소 충전소와 원자력 발전소 등의 다양한 산업 시설에서도 활용될 수 있어 사람들의 안전을 더욱 보장할 수 있을 것"이라고 강조했다. 한편, 수계이차전지는 친환경적이고 안전한 특성을 가지고 있으며, 원재료 비용도 리튬이온전지에 비해 약 10분의 1 수준으로 경제적이라는 장점이 있다. 수계이차전지가 원료물질이 고가이면서 폭발 가능성이 높은 유기용매 전해질을 사용하는 리튬이온전지를 대체한다면 중대형 이차전지의 보급이 대규모로 확대될 수 있다. 이번 연구는 한국 과학기술정보통신부의 지원을 받아, 나노미래소재원천기술개발사업과 중견연구자지원사업을 통해 진행됐다.
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리튬이온전지보다 저렴하고 안전한 '수계이차전지' 개발
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삼성SDI‧한국산업기술평가관리원, 리튬이온배터리용 내화성 젤 공개
- 삼성SDI와 한국산업평가관리원 과학자들이 화재 위험이 낮은 리튬이온배터리용 내화성 젤을 개발했다. 호주 매체 미라지뉴스는 17일(현지시간) 한국의 유니스트(UNIST) 에너지·화학공학부의 송현곤 교수, 한국화학연구원 첨단특수화학연구센터의 정서현 박사, 한국에너지기술연구원 울산에너지기술연구센터의 김태희 박사가 이끄는 공동 연구팀이 배터리 기술의 획기적인 이정표를 세웠다며 불연성 젤 고분자 전해질(GPE)을 개발해 리튬이온 배터리(LIB)의 열 폭주와 화재 사고 위험을 완화해 안전성을 획기적으로 개선했다고 보도했다. 리튬이온 배터리의 잠재적인 가연성은 특히 지하 주차장에 있는 전기 자동차(EV)에서 심각한 화재 우려가 제기됐다. 연구팀은 이 문제를 해결할 새로운 방법을 찾았다. 그들은 불연성 고분자 반고체 전해질을 성공적으로 개발해 배터리 화재를 효과적으로 줄일 수 있는 방안을 제시했다. 기존에는 불연성 전해질을 만들기 위해 난연성 첨가제나 끓는점이 매우 높은 용매를 주로 사용해 왔다. 그러나 이러한 방법은 종종 이온 전도도가 크게 감소해 전해질의 전반적인 성능을 저하시켰다. 연구팀은 전해질에 미량의 폴리머를 도입하여 반고체 전해질을 만들었다. 이 새로운 접근법은 기존 액체 전해질에 비해 리튬 이온 전도도를 33%까지 획기적으로 높였다. 또한 이 불연성 반고체 전해질을 적용한 파우치형 배터리는 고체-전해질 간상(SEI) 층을 형성하고 작동하는 동안 불필요한 전해질 반응을 효과적으로 방지해 수명 특성이 110% 향상됐다. 이 혁신적인 전해질의 주요 장점은 탁월한 성능과 불연성이다. 고분자 반고체 전해질은 배터리 화재 발생을 줄이기 위해 연소 중 연료 화합물과의 라디칼 연쇄 반응(Radical Chain Reaction)을 억제한다. 연구팀은 이러한 라디칼 반응의 안정화와 억제 능력을 정량적으로 분석하여, 개발된 고분자가 얼마나 우수한지를 입증했다. 정지홍 교수(UNIST 에너지·화학공학부)는 "배터리 내부의 고분자 물질과 휘발성 용매의 상호작용을 통해 라디칼 연쇄 반응을 효과적으로 억제할 수 있다"고 강조했다. 정 교수는 "전기화학적 정량화를 통해 불연성 전해질의 메커니즘을 이해하는 데 크게 기여할 것"이라고 말했다. 공동 제1저자인 김미금 UNIST 에너지·화학공학부 석사과정과 한국화학연구원의 연구팀은 다양한 실험을 통해 배터리 자체의 뛰어난 안전성을 추가로 확인했다. 그들은 그림 2와 같이 불연성 반고체 전해질을 파우치형 배터리에 적용, 실제 배터리 응용 분야에서 전해질의 불연성을 평가했고, 이를 통해 배터리의 종합적인 안전성을 검증했다. 송현곤 교수는 "UNIST의 전기화학, 한국화학연구원 첨단특수화학연구센터의 고분자 합성, 한국에너지기술연구원 울산첨단에너지기술연구센터의 배터리 안전성 시험 등 연구팀의 다학제적 구성이 이번 성과에 큰 힘이 됐다"고 말했다. 이어 "기존 배터리 조립 공정에 바로 적용할 수 있는 불연성 반고체 전해질을 사용함으로써 향후 보다 안전한 배터리 상용화를 앞당길 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 이번 연구는 국내 5건, 해외 2건의 특허를 출원해 그 의의를 더하고 있다. 또한 국제 학술지 'ACS 에너지 레터스(ACS Energy Letters)'의 표지 논문으로 선정되어 2023년 10월 13일 온라인에 게재됐다. 이 연구는 한국연구재단(NRF), 과학기술정보통신부(과기정통부), 한국산업기술평가관리원(KEIT), 한국화학연구원(KRICT), 삼성SDI(주)의 지원으로 수행됐다.
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삼성SDI‧한국산업기술평가관리원, 리튬이온배터리용 내화성 젤 공개
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중국, 새로운 희토류 광석 발견⋯글로벌 공급망 파장
- 희귀 광물 매장량이 가장 많은 중국에서 또 다른 새로운 광물이 발견됐다. 특히 반도체나 군사 무기에 주로 사용되는 희토류의 경우, 중국이 세계 매장량 1위를 차지하고 있다. 미국과 서방, 일본을 비롯한 주요국들이 중국 의존도를 줄이고 있는 가운데 매우 귀중한 이전 볼 수 없었던 새로운 광물이 발견돼 글로벌 공급망에 비상이 걸렸다. 과학 전문매체 '라이브사이언스(LiveScience)'는 중국 사우스차이나 모닝포스트(South China Morning Post)의 보도를 인용, 중국 과학자들이 초전도 특성으로 가치가 높은 희토류 원소를 포함한 새로운 광석을 발견했다고 전했다. 내몽골 바얀오보(Bayan Obo) 광산에서 발견된 '니오보바오티트(niobobaotite)'라는 광물은 나이오븀, 바륨, 티타늄, 철, 염화물로 구성됐다. 이 광물에는 초전도체 역할로 배터리 기술에 혁명을 일으킬 수 있는 귀중한 금속인 나이오븀이 포함 돼 있어 학계와 업계의 주목을 받고 있다. '나이오븀'은 현재 강철 생산에 주로 사용되며 무게를 많이 추가하지 않고도 강도를 높일 수 있다고 알려졌다. 영국왕립화학회(Royal Society of Chemistry)에 따르면, 다른 합금을 만들거나 저온에서 초전도체 특성을 가져 입자 가속기 및 기타 첨단 과학 장비에서 발견될 수 있다. 중국원자력공사(CNNC)는 바얀 오보 광산에서 2023년 10월3일 발견됐으며, 검은 갈색을 띤 광석은 광산에서 발견된 17번째 새로운 종류로, 해당 지역에서 발견된 150종의 새로운 광물 중 하나라고 설명했다. 싱가포르 국립대학교(NUS) 전기 및 컴퓨터 공학 교수인 안토니오 H. 카스트로 네토(Antonio H. Castro Neto)는 "이 나이오븀의 양과 품질에 따라 중국은 자급자족이 가능해질 수 있을 것"이라고 전했다. 현재 중국은 나이오븀 95%를 수입하는 것으로 알려졌다. 브라질은 희토류 금속의 세계 최대 공급국이며, 캐나다가 뒤를 쫓고 있다. 미국 지질 조사국(US Geological Survey)에 따르면, 네브래스카 남부에 나이오븀 광산과 가공 시설을 개설하는 프로젝트가 진행 중이다. 엘크 크릭 크리티컬 미네랄 프로젝트(Elk Creek Critical Minerals Project)는 미국에서 유일한 나이오븀 광산이 될 것으로 보인다. 또한 연구자들은 나이오븀-리튬, 나이오븀-그래핀 배터리를 개발하기 위해 노력 중으로, 이 금속의 수요는 앞으로 더욱 증가할 수 있다. 이러한 배터리는 리튬과 함께 사용될 경웅, 화재 위험을 줄일 수 있다고 알려졌다. 나이오븀-리튬 배터리는 기존 리튬 배터리 보다 충전 속도가 빠르고 자주 충천할 수 있다는 장점을 지녔다. 지난 5월, NUS산하 첨단2D 재료 연구센터(CA2DM) 연구원들은 나이오븀-그래핀 배터리가 리튬 이온 배터리에 비해 10배 더 긴 약 30년 동안 지속될 수 있으며, 10분 미만의 시간 안에 완전 충전될 수 있다고 발표하기도 했다. 한편, 한국의 13개 주요 광물 수입액은 16조5000억원에 달하는 것으로 알려졌다. 이 가운데 리튬과 주석, 안티모니를 비롯한 8개 광물의 수입 의존도는 50%를 넘었다. 2021~2022년 주요 광물 국가별 수입 현황에 따르면, 리튬의 중국 의존도는 64%, 나이오븀의 베트남 의존도 91%, 희토류 중국 의존도는 50%로 각각 나타나 특정 국가에 의존도가 지나치게 높다는 우려를 낳고 있다.
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중국, 새로운 희토류 광석 발견⋯글로벌 공급망 파장
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