2025.04.04 금요일
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웨어러블 전자기기의 새 시대… 한국전기연구원, 고에너지 경량 와이어 개발 [이코노믹데일리] 한국전기연구원(KERI) 나노융합센터 한중탁 박사팀이 기존 합성섬유 공정 방식을 그대로 활용해 웨어러블 전자기기의 근간인 고강도·경량화 기능성 와이어를 제조하는데 성공했다고 17일 밝혔다. 한중탁 박사팀은 단일벽 탄소나노튜브(CNT)를 활용한 고에너지 경량 와이어를 개발했다. CNT는 강철의 100배 강도를 가지며 구리에 버금가는 전기 전도도를 가진 신소재다. 이 소재는 6각형 고리로 연결된 탄소들이 긴 원통형 모양을 이루고 있어 유연성이 뛰어나고 에너지 밀도를 크게 높일 수 있다. 때문에 이 소재를 사용하면 전자기기에 사용되는 구리의 양을 크게 줄일 수 있다. 연구팀은 이번 연구에서 CNT가 응집하려는 성질이 강하고 분산이 어려워 전자기기에 도입이 어렵다는 문제를 해결하기 위해 노력을 기울였다고 설명했다. 먼저 소량의 강산과 첨가제를 반죽해 저온에서 일정 시간 보관한 후 '산화 그래핀(흑연)'을 첨가해 작은 실처럼 분사하면 상호 수소 결합에 의해 거미줄처럼 하나의 가닥으로 모여 기능성 와이어가 제조된다. 특히 이러한 공정을 통해 CNT 표면에 용매와 잘 결합하게 만들어주는 '산소 기능기'를 만들었다는 점이 특징이다. 이번에 개발한 CNT 와이어는 건국대와의 공동연구를 통해 성능 검증을 거쳤다. 한국재료연구원에서는 와이어를 직물 형태로 제작해 성능을 평가했고 건국대 연구팀에서는 유해가스 유무를 판단하는 가스 센서 성능을 검증했다. 이 기능은 소방대원의 화재 진압이나 국방 분야 등 스마트 의류에 적용 시 효과적일 것으로 기대된다. 한중탁 KERI 박사는 "CNT와이어를 통해 가볍고 오래 사용할 수 있는 웨어러블 전자기기 산업 발전을 이끌겠다"며 "꾸준한 연구로 전기차나 드론 등 미래 모빌리티 분야에서도 구리 와이어를 대체해 경량성과 에너지 효율을 크게 높이겠다"고 말했다.2025-03-17 09:37:08
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한국전기연구원, 맥신 활용한 초고해상도 3D 프린팅 기술 개발 [이코노믹데일리] 한국전기연구원 스마트3D프린팅연구팀의 설승권 박사팀이 꿈의 신소재로 불리는 '맥신(MXene)'을 활용해 고해상도의 3D 미세 구조물을 인쇄하는 기술을 개발했다고 10일 밝혔다. 설승권 박사팀은 메니스커스 방식을 활용해 낮은 점도로도 고해상도 미세 구조물을 인쇄할 수 있는 3D 프린팅용 나노 잉크를 제조했다. 메니스커스 방식은 물방울 등을 일정 압력으로 지그시 누르거나 당기면 모세관 현상에 의해 물방울이 터지지 않으면서 외벽에 곡면이 형성되는 현상이다. 맥신은 금속층과 탄소층이 교대로 쌓인 2차원 나노 물질로 높은 전기 전도성과 전자파 차단 능력을 보유하고 있으며 여러 금속 화학물과의 조합이 용이해 고효율 배터리나 전자기 차폐(shield) 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 하지만 맥신을 3D 프린팅에 사용하려면 별도의 첨가제(바인더)가 필요하며 인쇄에 적합한 최적의 농도로 조절해야 하는 어려움이 있었다. 맥신의 공급량이 많으면 잉크가 노즐을 막고 양을 줄이면 구조물 인쇄가 어려운데다가 첨가제로 인해 맥신 본래의 성질이 손상되기 때문이다. 이번 기술을 사용하면 첨가제 없이 맥신의 특성을 최대한 활용할 수 있으며 결과물이 머리카락 굵기의 100분의1 수준으로 기존 기술 대비 270배 높은 1.3㎛의 인쇄 해상도를 가진다. 이에 따라 3D 인쇄 구조물의 전기·전자 소자의 성능과 활용성도 커졌다. 특히 배터리 등 에너지 저장 장치(ESS )등에 활용하면 구조물의 표면적과 집적도를 높여 이온 전달 효율을 높이고 에너지 밀도를 늘릴 수 있다. 또한 센서의 민감도와 효율을 높일 수 있으며 내부의 다중 반사와 흡수 효과를 증폭해 전자기 차폐 성능을 높일 수도 있다. 설승권 박사는 "이번 기술을 사용하면 별도의 첨가제나 후처리 공정 없이 고강도·고정밀 3D 마이크로 구조물을 얻을 수 있다"며 "맥신 잉크의 농도 조건을 최적화하고 인쇄 공정에서 발생하는 매개변수를 분석하는 데 많은 노력을 기울였다"고 말했다.2025-03-10 09:24:53
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전기차 및 충전 업계·기관과 기술 협력 강화… KERI, 글로벌 상호운용성 시험센터 추진 [이코노믹데일리] 한국전기연구원(KERI)이 '글로벌 상호운용성 시험센터'를 추진하는 등 국내외 기관·기업 간의 협력을 통해 전기차 및 충전기 기술 협력 역량을 강화할 계획이다. KERI는 6일 오후 경기 안산시에 위치한 분원에서 전기차 충전 분야 발전을 위한 기관·기업 다자간 협약식을 진행하고 이 같이 밝혔다. KERI는 전력기기 국제 공인 시험인증기관이며 이번 협약식을 통해 전기차·충전기 협력 업체들을 지원하고 제품 간 상호운용성을 제한 없이 테스트하기 위한 환경을 마련할 계획이다. KERI와 한국스마트그리드 협회는 이날 △KG모빌리티 △현대케피고 △SK시그넷 △EVSIS △채비 △모트렉스 △GS차지비 △LGU+볼트업 △KEVIT 등 전기차 및 충전 관련 9개 기업체와 '글로벌 상호 운용성 시험 센터의 구축 및 운영을 위한 협약'을 체결했다. 글로벌 상호운용성 시험센터는 전기차 완성차 업체, 충전기 제조사, 충전 서비스 사업자 등 모든 이해관계자가 함께할 수 있는 구심점이 될 전망이다. 전기연구원 관계자에 따르면 상호운용성은 서로 다른 제조사의 전기차와 충전기가 충전할 때도 문제가 발생하지 않도록 한다는 측면에서 중요하며 양방향 충전(V2G), 전기차 인증서 기반 자동 충전(PnC) 등 기술이 발전할수록 더 중요해진다. 연구원 관계자는 "현재 충전기 규격 표준화는 국제전기기술위원회(IEC)에서 담당하는 반면 전기차 규격 표준화는 국제 표준화 기구(ISO)에서 담당하고 있으며 기업 간 규격의 해석 여지가 다양해 같은 규격이라도 제품의 차이가 일부 발생할 수 있다"며 "업계 내 표준이 될 만한 좋은 사례를 공유하고 유관 업체가 제한 없이 실험할 수 있는 환경을 마련할 계획"이라고 밝혔다. 또한 KERI는 서울에너지공사, 제주에너지공사, 한국스마트그리드협회와 '인공지능(AI) 기반 충전 신기술 실증 및 충전기 유지 관리 고도화를 위한 업무 협약(MOU)'를 체결했다. 이에 따라 4개 기관은 △전기차 충전 신기술 적용을 위한 상호 기술 검토 및 실증 협력 △전기차 충전기 유지 관리 및 현장 점검을 통한 인프라 개선 사항 도출 협력 △전기차 충전기 개선방안 및 결과물 확산을 위한 국내 지원 활동 수행 △기타 전기차 충전 인프라 관련 협력사업 공동 발굴 등에 나선다. KERI는 이날 협약을 맺은 기업들은 물론 현대차, 벤츠 코리아와 같은 업계 선두주자들을 회원사로 확보하고 있으며 전기차 및 충전기 기술 발전을 위해 앞으로도 협업 기관과 기업을 꾸준히 발굴할 계획이다. KERI 김남균 원장은 "전기차와 충전기가 하나의 시스템으로 발전해야 하는 만큼 관련 기관과 기업이 협업해서 시장 발전을 이끌어야 한다"며 "안정적인 시험인증 환경을 구축해 국내 전기차와 충전기 업체들의 기술력 및 경쟁력을 높이도록 지원하겠다"고 말했다.2025-03-06 16:51:26
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한국전기연구원, '펄스파워 제어용 반도체 스위치' 개발…세계 연구기관 주목 [이코노믹데일리] 한국전기연구원(KERI)은 '펄스파워 제어용 반도체 기반 대용량 스위치'기술이 미국 오크리지국립연구소(ORNL)과 스탠퍼드대학 국립 가속기연구소(SLAC) 등 글로벌 최정상급 연구기관들의 주목을 받고 있다고 24일 밝혔다. 반도체 소자 기반 대용량 스위치는 정격 전압·전류가 낮은 반도체 소자를 쌓아 동시 구동하는 방식으로 기술 난이도가 높아 개발 및 실증에 어려움이 많았다. 정밀한 설계가 요구되며 각 소자에 전압과 전류를 고르게 분포하는 '밸런싱 기술'과 여러 소자를 동시에 켜고 끄는 '동기 구동 기술' 등이 필요하기 때문이다. KERI 전기물리연구센터 장성록 박사팀은 수천 개의 반도체 소자가 필요한 해외 기술과 달리 수십개의 저전력 스위칭 소자만으로 이번 기술을 구현했다. 소자 개수가 적은만큼 유지보수가 쉽고 상용화에 유리하며 소자들을 직·병렬 구조로 조합할 수 있어 맞춤형 설계도 가능하다. 연구진에 따르면 스위치가 견딜 수 있는 최대 전압과 전류는 각각 50kV, 10kA이며 해외 기업들의 평균 개발보다 1년 6개월 빠른 2년 만에 개발됐다. 이 기술은 포항가속기연구소와 동남권원자력의학원과 협력해 실증까지 마친 상태다. 업계에서는 대부분 최대로 견딜 수 있는 정격 전압·전류가 높고 비교적 설계가 간단한 기계적 가스식 스위치를 사용해왔지만 고장이 잦으며 펄스파워 제어 정밀도에 한계가 있었다. 또한 주요 응용 분야인 가속기에 적용하면 2~3년마다 70억원 이상의 교체 비용이 발생해 차세대 기술의 필요성이 제기돼왔다. 펄스파워 제어용 대용량 스위치는 순간적인 힘으로 입자를 빠르게 움직이는 가속기, 탄환을 쏘는 레일건, 멀리까지 전파를 쏘는 레이더 등의 분야에서 주로 활용되며 이외에도 핵융합, 반도체 공정 등 다방면에서 활용이 가능하다. 펄스파워는 낮은 전력으로 에너지를 충전한 후 높은 전력으로 순간 방전하는 기술을 말한다. 이 기술을 개발한 장성록 박사팀은 오는 3월 중 미국 현지에서의 실증을 통해 기술 신뢰도를 높일 계획이다. 장성록 KERI 전기물리연구센터장은 "전 세계 대용량 스위치의 시장 규모가 9조4000억원에 이른다"며 "이미 전세계에서 KERI의 성과를 주목하고 있으니 해외 시장을 선점해 좋은 결과를 만들겠다"고 말했다.2025-02-24 13:55:31
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한국전기연구원, 차세대 SiC 전력반도체 방사선 내성 기술 확보 [이코노믹데일리] 한국전기연구원은 차세대반도체연구센터 서재화 박사팀이 우주 환경에서 탄화규소(SiC)전력반도체 소자의 방사선 내성을 평가하고 신뢰성을 확보하는 기술을 개발했다고 17일 밝혔다. 한국전기연구원은 전압 변화·피폭으로 인한 누설 전류 증가·격자 손상 등 우주 환경이 SiC전력반도체에 미치는 영향을 체계적으로 분석해 우주 부품으로의 사용 신뢰성을 보장할 수 있는 설계 기준을 마련했다. 연구팀은 이러한 극한 우주 방사선 실험 환경 구현을 위해 한국원자력연구원이 보유한 가속기 시설의 고에너지 양성자(100 MeV)를 활용했으며 정확한 방사선 조사 조건을 구현하기 위해 국립경국대 윤영준 교수팀과 협업했다. 이 연구 결과는 최근 핵·방사화학 분야 SCI급 국제 저널 'Radiation Physics and Chemisrty'에 논문으로 게재됐다. 연구팀은 향후 초고에너지급(200MeV) 방사선 조건에서 SiC전력반도체의 신뢰성을 평가하고 우주방사선으로 인한 손상과 오류에 강한 내성을 갖는 '차세대 내방사 전력반도체' 소자 개발을 추진할 계획이다. 현재 일본 기업 오브레이와 협력해 다이아몬드를 이용한 미래형 전력반도체 연구도 진행중이다. 한국전기연구원은 과학기술정보통신부 국가과학기술연구회 산하 정부출연연구기관이며, 전력반도체는 전류 방향을 조절하고 전력 변화를 제어하는 전기·전자기기의 핵심 부품이다. 서재화 한국전기연구원 박사는 "각종 방사선 영향 파라미터를 설정하고 유사하게 모사된 환경에서 핵심 부품을 실험하는 건 전 세계에서도 우주 산업 핵심 기술로 꼽힌다"며 "우주·항공뿐만 아니라 의료용 방사선 기기, 원자력 발전 및 방사선 폐기물 처리 설비, 군수·국방 전자제품 등 다양한 분야에 기술이 적용될 것"이라고 말했다.2025-02-17 12:32:50
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![[르포] 전력·전기산업 총집합… 일렉스 코리아 2025 직접 가보니](https://image.ajunews.com//content/image/2025/02/12/20250212161730812129.jpeg)
전력·전기산업 총집합… '일렉스 코리아 2025' 직접 가보니 [이코노믹데일리] 새벽 출근길부터 눈이 날리던 12일 오전 10시경, 희끗희끗 여전히 눈발이 날리는 서울 강남구 코엑스에 내려 전시장에 도착하자 훈훈한 기운과 함께 갖가지 설비와 기기로 무장한 웅장한 부스들이 모습을 드러냈다. 이날은 국내 최대 전력·전기산업 전문 국제전시회 '일렉스 코리아 2025'의 개막일. 일렉스 코리아 2025는 이날부터 오는 14일까지 진행되며 국내외 250여개 기업들이 참여해 코엑스 A~B홀에 걸쳐 약 800개 부스에서 최신 전기·전력 기술과 스마트그리드 솔루션을 선보인다. 즐비하게 늘어선 부스 숲을 지나자 가장 큰 규모를 자랑하는 LS일렉트릭 전시장이 눈길을 끌었 다. 이목을 따라 LS일렉트릭의 푸른색 톤의 거대한 전시장 부스를 방문하자 십여명의 직원들이 각기 다른 기업의 이름이 적힌 목걸이를 목에 걸고 찾아온 방문객들을 반갑게 맞이하고 있었다. 이곳 전시장에서 가장 눈에 띄는 건 서버 10만대 가량 수용이 가능한 하이퍼스케일급 데이터센터 전력 공급 시스템 '하이퍼그리드NX'였다. LS일렉트릭의 초전도 한류기와 LS전선의 초전도 케이블을 결합해 개발한 이번 시스템은 기존 제품 대비 10배 이상 송전이 가능하며 변전소 없이도 대규모의 전력 공급이 가능해 주목받고 있다고 현장 매니저는 설명했다. 하이퍼그리드NX는 현재 한전 등에 설치돼 운용 중이다. 전시장 안 한쪽 벽면을 가득 채운 화면 앞에 서면 기업 환경에서 발생할 수 있는 다양한 유형의 문제를 확인하고 그에 대응하는 LS일렉트릭의 솔루션을 안내받을 수 있었다. 에너지 분석 종합 컨설팅 서비스 '이네이블(ENABLE)', '공장에너지 관리 솔루션(FEMS) 리스 서비스'를 비롯한 스마트배전반, 반도체변압기(SST), 반도체차단기(SSCB) 등이 주인공이었다. 데이터센터 솔루션과 에너지저장장치(ESS) 플랫폼도 기업 관계자들이 많은 관심을 보이는 분야였다. 이곳의 LS일렉트릭 관계자는 "방문객들이 LS일렉트릭에서 제공하는 솔루션을 한눈에 파악하고 관심 기술을 살펴보실 수 있도록 안내하고 있다"고 설명했다. 그 외에도 LS일렉트릭 전시장 안에는 엔비디아와 협력해 데이터센터 냉각 솔루션을 제공하고 있는 국내 업체 버티브(Vertiv)가 함께 위치해 있어 데이터센터와 관련된 기술과 국내외 동향을 살펴볼 수 있었다. 버티브 관계자의 설명에 따르면 엔비디아의 블랙웰 등 그래픽처리장치(GPU)의 성능 개선에 따라 데이터 처리장치의 발열량도 늘어나면서 냉각 솔루션 기술이 함께 부상하고 있다. 버티브는 이미 몇 년 전부터 엔비디아와 파트너십을 이어왔으며 지난해부터 잰슨 황 엔비디아 대표가 공식 석상에서 언급하면서 더욱 주목받고 있다. 이번 행사에는 중전기기 업계 관련 업체들이 모두 모였다. LS일렉트릭, LG에너지솔루션, 효성중공업 등을 비롯한 굵직한 업계 선두 주자들은 물론 한국전기연구원, 한국원전수출산업협회, 한국데이터센터에너지효율협회를 비롯한 유관 기관들과 중소기업들까지 만나볼 수 있었다. 부스에서는 각 회사 담당자들이 업계에서 개발 중인 기술을 소개했고, 다른 한편에서는 업체들간 미팅도 활발히 이어졌다. 대한무역투자진흥공사(KOTRA)가 마련한 'K-그리드 수출상담회'에서 만난 한 업체 관계자는 "현장에서 만난 해외 바이어가 우리 회사 서비스에 많은 관심을 가지고 있어 미팅을 진행했다"며"이번 일렉스 코리아가 신규 고객사와 만나 기업을 홍보하고 수출 판로를 마련하는 기회가 될 것으로 기대한다"고 말했다. 이날 현장에는 안덕근 산업통상자원부 장관도 방문해 전시장을 둘러보고 기업들을 격려했다. 안 장관은 "AI 데이터센터 급증으로 호황을 맞은 중전기기 산업이 수출을 견인할 수 있도록 정부가 연구개발(R&D) 투자 등 노력을 아끼지 않겠다"며 "업계의 올해 수출 목표를 역대 최대인 162억 달러로 설정하고 다양한 정책과 노력을 통해 추진하겠다”고 말했다.2025-02-12 18:55:32
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벤츠코리아, 한국전기연구원과 전기차 충전 호환 위한 시험센터 구축 지원 [이코노믹데일리] 메르세데스-벤츠 코리아와 한국전기연구원이 전기차 충전기 호환성을 높이기 위해 29일 서울 중구 메르세데스-벤츠 코리아 본사에서 ‘글로벌 상호운용성 시험센터’ 구축을 위한 업무협약을 체결했다고 30일 밝혔다. ‘글로벌 상호운용성 시험센터’에선 국산과 수입 완성차 브랜드, 국내외 충전기 제조사 및 충전 사업자 등 다수 기업이 참여해 각 사의 제품 간 충전 시스템 적합성을 시험할 계획이다. 또 전기차 사용자를 위한 전기차 친화적인 환경을 조성하는 것을 목표로 하는 시험평가도 진행할 예정이다. 이를 위해 메르세데스-벤츠 코리아와 전기연구원은 전기차 충전 시스템의 적합성과 상호운용성을 향상시키기 위한 협력 체계를 구축하는 한편 ’글로벌 상호운용성 시험센터’의 최초 시험장 구축 및 초기 운영을 지원한다. 마티아스 바이틀 메르세데스-벤츠 코리아 대표는 “전기차 시장의 발전 속도에 맞춰 충전 인프라의 확장과 표준화된 시험 환경 구축은 필수 과제가 되고 있다”며 “이번 업무협약을 통해 전기차 고객들을 위한 사용자 친화적인 충전 생태계 조성을 위해 지속적으로 노력할 것”이라고 설명했다.2024-10-30 17:25:54
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![[기자수첩] 손바닥으로 하늘 가리는 GM](https://image.ajunews.com/content/image/2025/03/20/20250320182759531950_518_323.jpg)