한국재료연구원 융·복합재료연구본부 박병진, 이상복 박사 연구팀이 하나의 소재로 다양한 주파수 대역의 통신 전자파(5G/6G, WiFi, 자율주행 레이더 등)를 동시에 99% 이상 흡수할 수 있는 극박 필름 형태의 복합소재 기술을 세계 최초로 개발했다.
해당 전자파 흡수차폐소재는 0.5mm 이하의 두께로 3개의 다양한 주파수 대역에서 1% 이하의 낮은 전자파 반사율과 99% 이상의 높은 전자파 흡수율을 가진다는 것이 장점이다.
전자부품에서 나오는 전자파는 다른 전자부품에 간섭을 일으켜 성능저하 문제가 발생한다. 이를 방지하기 위해 전자파 차폐소재가 쓰이며 전자파 간섭 문제를 최대한 줄이기 위해 전자파를 반사하는 것보다 흡수하는 것이 확실하다. 하지만 기존 전자파 차폐소재는 전자파의 90% 이상을 반사하고 실제 흡수율은 10%에 불과한 경우가 많았다. 또한 흡수율이 높은 소재라 하더라도 특정 단일 주파수의 전자파만 흡수하는 한계도 있었다.
연구팀은 이를 극복하기 위해 하나의 소재로 여러 주파수의 전자파를 동시에 흡수하는 복합소재 기술을 개발했다. 이 기술은 전자파를 흡수해 제거하는 방식으로 전자파의 2차 간섭 문제를 해결하는 게 가능하다. 또한 얇고 유연한 소재로 만들어 수천 회 이상 접었다 펴도 형태를 그대로 유지할 만큼 우수한 성능을 갖춰 롤러블 폰이나 웨어러블 기기에 활용이 가능하다.
연구팀은 페라이트 자성소재의 결정구조를 변화시켜 원하는 주파수를 선택적으로 흡수할 수 있는 원천 자성소재를 합성했다. 이를 얇은 고분자 복합소재 필름으로 제작했으며, 필름 후면에 전도성 패턴을 삽입해 전자파의 진행을 제어했다. 전도성 패턴의 형상을 변화시키면 원하는 주파수에서 전자파 반사를 극단적으로 낮출 수 있다. 또한 최후면에는 고차폐성 탄소나노튜브 박막을 부착해 전자파 차폐 성능을 극대화했다.
연구책임자인 재료연 박병진 선임연구원은 "5G/6G 통신의 적용처가 확대됨에 따라 전자파 흡수차폐소재의 중요성이 더욱 부각되고 있다"며 "해당 소재로 스마트폰, 자율주행차 레이더 등 무선통신기기의 신뢰성을 크게 높일 수 있을 것"이라고 말했다.
연구성과는 한국재료연구원의 기본사업과 국가과학기술연구회 전자파솔루션융합연구단(SEIF)의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 세계적 학술지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머터리얼스(Advanced Functional Materials, 제1저자:박병진 박사)’에 10월1일자 표지논문으로 게재됐다. 연구팀은 국내특허 등록을 완료했으며 미국과 중국 등 해외에도 특허를 출원한 바 있다.
◆재료연구원, KIMS TECHFAIR 2024 개최
한국재료연구원(KIMS, 원장 최철진)이 10월10일과 11일 창원컨벤션센터(CECO)에서 국내 소재부품 기업 관계자들을 대상으로 ‘KIMS TECHFAIR 2024’를 개최한다.
‘KIMS TECHFAIR’는 재료연의 연구성과를 국민과 기업에게 소개하는 자리로 기업과의 적극적인 소통, 국민을 위한 실익 전달의 가치 실현, 4차 산업혁명을 위한 첨단 스마트 산업 기반의 실질적인 협력 네트워크 형성을 목표로 한다.
지난 2014년 처음 개최한 이래, 올해로 다섯 번째를 맞이한 재료연의 대표 행사로 경상남도와 창원시가 주최하고 재료연이 주관 및 과학기술정보통신부와 국가과학기술연구회가 후원한다.
이번 행사에는 재료연이 보유한 세계1등 기술 6개를 비롯해 총 99개의 분야별 기술이 전시된다. 구체적으로는 △사업화기술 분야 12개 △항공/우주 분야 11개 △미래모빌리티 분야 11개 △친환경 분야 13개 △에너지/원자력 분야 13개 △나노/바이오 분야 12개, △국방 분야 11개, △IT/반도체/플랫폼/AI 분야 10개다.
또한 기술 전시를 비롯해 소재 기술에 대한 의견을 공유하는 자리도 함께 마련된다. 행사 첫째 날에는 ‘시너지 넥서스’가 진행된다.
재료연과 기업이 동반 성장하는 교차로를 만든다는 의미의 본 행사에서는 재료연과 대기업 협력 사례, 기술이전 성공사례 등이 발표될 예정이다.
한화에어로스페이스 최주태 전무와 에이치브이엠 문승호 대표이사, 발스이노베이션 이유리 연구소장, 소울머티리얼 정인철 대표가 참석한다. 둘째 날에는 다양한 주제의 ‘미래 기술 출연(연) 협력 심포지엄’이 열린다. △미래 신산업 수요기술을 위한 인공지능, △미래를 지향하는 세라믹 소재, △미래산업 활용 소재부품 압연·압출·인발 최신기술동향, △미래 전략산업 대응을 위한 재료공정기술을 주제로 진행될 예정이다.
◆전기연구원, 마이크로파 유도 가열 통해 하드카본 음극재 30초 만에 제조 성공
한국전기연구원(KERI) 나노융합연구센터 김대호·박종환 박사팀이 전자레인지의 원리인 마이크로파 유도 가열 기술을 활용한 ‘나트륨 이온 전지’의 하드카본 음극을 30초 만에 신속 제조하는 획기적인 공정 기술을 개발했다.
차세대 이차전지 중 하나인 나트륨 이온 전지는 현재 가장 많이 사용되는 리튬(Li)을 나트륨(Na)으로 대체한 것으로 소금의 주성분인 나트륨은 매장량이 리튬의 1000배 이상으로 많고 채굴 및 제련도 쉽다. 또한 나트륨의 반응성이 리튬보다 낮아 전지 내부에서의 전기화학적 안정성이 높고 고속 충·방전에 유리하며 낮은 온도에서도 성능이 잘 유지된다는 장점이 있다.
하지만 나트륨 이온 전지는 제조 과정이 매우 까다로워 리튬이온전지 대비 에너지 밀도가 낮고, 수명이 길지 않다는 단점을 가지고 있다. 나트륨 이온은 리튬 이온보다 입자가 크기 때문에 기존 음극재인 흑연보다 층간 거리가 큰 하드 카본이 활용된다.
하드 카본은 자연계에 존재하지 않아 인공적으로 만들어야 하는데 그 과정이 매우 까다롭다. 식물 및 고분자의 주요 구성원인 탄화수소 재료를 공기가 통하지 않는 공간에서 섭씨 1000도 이상의 고온으로 장시간 태워야만 하드 카본을 만들 수 있다. 일명 ‘탄화 공정’이 필요해 경제적·환경적으로 부담이 되고 이는 곧 나트륨 이온 전지의 상용화를 막는 원인 중 하나였다.
이에 많은 연구진들이 노력을 기울이는 가운데 김대호·박종환 박사팀은 전자레인지의 원리인 ‘마이크로파’를 활용해 급속 가열을 이용하는 방법을 제시했다. 먼저 고분자 원료에 전기가 잘 통하는 신소재인 탄소나노튜브를 소량 섞어 필름을 만든다. 여기에 마이크로파 자기장을 가해주면 탄소나노튜브에 유도 전류가 발생하게 되고, 필름 소재만 30초 만에 선택적으로 1400℃ 이상 고속 가열되는 원리다.
이미 KERI는 수년 간의 연구로 마이크로파 자기장을 활용해 금속 등 전도성 소재로 이루어진 박막을 균일하게 열처리하는 기술을 보유하고 있고 디스플레이와 반도체 등 산업 공정에서 많은 주목을 받은 바 있다.
또한 연구원 나노융합연구센터는 탄소나노소재 분야 국내 최고 기술력을 보유한 곳이다. 김대호·박종환 박사팀은 이러한 역량을 활용해 나트륨 이온 전지 음극재라는 새로운 분야에 도전했고 좋은 결과를 얻은 것이다.
핵심 기법은 연구진이 자체 개발한 ‘멀티피직스 시뮬레이션’으로 이를 통해 마이크로파 대역의 전자기장이 나노소재에 가해질 때 일어나는 복잡한 과정을 근원적으로 이해하고 나트륨 이온 전지 음극재를 제조하는 신개념 공정 방식을 창조해 낼 수 있었다.
관련 연구결과는 높은 평가를 받아 화학공학 분야 세계적 학술지인 'Chemical Engineering Journal(IF : 13.3, JCR 상위 3%)'에 논문이 최근 게재되기도 했다. 논문 게재에는 KERI에서 학연협동 과정을 수행했던 류경범·신지원 학생연구자가 공동 1저자로 함께했다.
향후 연구팀은 음극재의 성능을 높이기 위한 노력을 계속해 나갈 예정이며, 대면적의 하드 카본 필름을 연속적으로 대량 생산할 수 있는 기술도 개발한다는 목표다. 또한, 마이크로파 유도 가열이 고온 소성(sintering) 공정이 필요한 전고체전지 등 분야에도 활용될 수 있을 것이라 판단해 기술의 활용 범위를 넓혀 나갈 예정이다.
◆경남테크노파크, 제1회 전국 프로그래밍 드론 메이커스 대회 5개팀 수상
지난 4일과 5일 전라북도 남원시 종합스포츠타운 실내게이트볼경기장에서 진행된 ‘제1회 전국 프로그래밍 드론 메이커스 대회’에 경남테크노파크의 경남지역 6개 팀이 참가해 5개 팀(전북특별자치도지사상 1점, 남원시장상 1점, 기관원장상 3점)이 수상하는 성과를 달성했다.
SW미래채움사업은 경상남도와 경남TP가 과학기술정보통신부의 지원을 받아 SW교육 기회가 부족한 경남지역 초중고등학생을 대상으로 체계적 SW교육(코딩, 드론, 로봇, 자율주행, AI 등)을 진행하는 사업으로 경남지역은 초·중학생 대상 드론 교육을 통해 6개팀(23명)이 참가했다.(전국 18개팀 참가)
‘제1회 전국 프로그래밍 드론 메이커스 대회’는 3개 지역기관(경남TP, 전북TP, 대구디지털혁신진흥원)이 주관했다. 코딩을 활용한 드론SW교육의 일환으로 드론을 활용한 창의력과 문제해결능력 배양과 드론 기술에 대한 관심 증진, 나아가 팀워크를 통한 학습경험을 제공하기 위해 추진했다.
총 18개팀 참가자들은 드론을 주제로 빠른시간 내에 코딩해 드론군집 공연을 수행했다. 이 중 경남에서 5개 팀이 수상자 명단에 올라 3개 지역 중 가장 많은 상을 수상했다.
경남TP 김정환 원장은 "경남지역의 인재들이 좋은 성적으로 실력을 입증했다"며 "SW/ICT에 관심이 있는 인재들이 미래산업을 이끄는 전문인재로 발돋음하길 바란다"고 말했다.
◆경남창조경제혁신센터 예비창업패키지 지원 기업, 스테이션지 데모데이에서 전원 수상
경남창조경제혁신센터는 7일 김해중소기업비즈니스센터에서 개최한 제3회 스테이션지 IR(투자제안) 데모데이에 참가한 예비창업패키지 지원기업들이 전원 수상하는 쾌거를 거뒀다.
이번 행사는 경남 도내 유망 창업자를 발굴해 투자유치 기회를 제공하고 창업 생태계를 활성화하기 위해 경남창조경제혁신센터, 김해의생명산업진흥원, 청년어울림센터, 동남권엔젤투자허브, 경남벤처투자, 인트윈벤처스, 와디즈파이낸스, 코업파트너스 등이 협력해 개최했다.
공개모집 및 절차를 통해 총 18개 팀(청년트랙 6팀, 일반트랙 12팀)이 참가했으며 이 중 경남창조경제혁신센터가 주관하는 예비창업패키지 지원 기업 4개사가 모두 수상했다.
청년트랙에서 ‘치과 보철물의 제작 결함 검사를 위한 거치식 비파괴검사 장비’를 개발한 코엔디티(이항재 대표)가 대상을 수상했다.
일반트랙에서 대상을 수상한 에이징(김상윤 대표)은 ‘에이징 빙온숙성 시스템 기반 식품 제조’ 기업으로 2022년 예비창업패키지 최우수 졸업 기업이다.
우수상을 수상한 신해산업(조재훈 대표)은 ‘재활용이 가능한 EPE 정부친환경인증 부표’를 개발했고, 장려상을 수상한 YK로보틱스(강영식 대표)는 예비창업패키지를 우수한 성적으로 졸업했으며 ‘리퍼브 로봇을 이용한 디버링 작업’ 아이템을 내놨다.
예비창업패키지는 중소벤처기업부와 창업진흥원이 주최하고 경상남도가 후원하는 사업으로 혁신적인 기술과 사업모델(BM)을 보유한 예비창업자의 성공적인 창업을 지원하여 양질의 일자리를 창출하는 것을 목표로 하고 있다. 이번 대회에서 우수한 성적을 거둔 결과에서 볼수있듯 예비창업패키지 참여팀들의 성장이 드러나고 있으며, 센터는 지속적인 지원을 아끼지 않을 예정이다.
◆한전, 남해군 도서지역 전력공급 조기 정상화 복구공사 완료
지난 8월20일 오후 3시경 남해군 미조면 육지와 조도사이 전력선이 대형 선박 구조물을 실은 바지선에 의해 끊어져 조도와 호도 83호에 전력공급이 중단된지 48일만에 정성화 됐다.
한국전력은 사고발생 당일 비상발전기를 미조항에 대기했으나 기상악화로 다음날 조도와 호도에 입항해 비상발전기 설치하고 주민들에게 전력을 조속히 공급했다.
이 사고로 전력선을 지지하고 있던 양쪽 철탑이 심하게 변형파손돼 이에 대한 복구공사 착공에만 3개월이 소요될 것으로 예상됐으나 주민불편을 최소화하기 위한 한전의 신속한 업무처리로 사고발생 약 1개월만인 9월25일에 착공해 13일만인 10월8일 공사를 완료하고 현재 조도, 호도 주민에게 정상적으로 전력을 공급하고 있다.
한전은 이번 사례를 통해 관내 도서지역의 안정적인 전력공급 방안 및 복구절차를 다시 한번 정립할 뿐만 아니라 유사사고 방지를 위해 선박회사 등 해상 전력설비에 대한 적극적인 홍보를 시행할 계획이다.
◆경남중기청-중소기업융합경남연합회 간담회 개최
중소벤처기업부 경남지방중소벤처기업청(청장 손한국)은 8일 경남중기청 중회의실에서 중소기업융합경남연합회 임직원 및 회원사를 대상으로 중소기업의 애로사항을 청취하기 위한 간담회를 개최했다.
이번 간담회는 중소기업융합경남연합회 회원사의 애로사항 및 건의사항 청취를 통해 지역 중소기업과의 네트워크를 강화하고 정책 프렌드십을 구축하기 위해 추진됐다.
중소기업융합경남연합회는 1994년 결성돼 현재 총 29개 융합회, 680여개 기업이 참여하는 경남지역의 경제단체로 성장했으며 서로 다른 업종 뿐만 아니라 동일 업종 중소기업들 간의 정보와 기술, 인적교류를 통해 기업역량과 경쟁력을 강화하는 등 지역경제 발전에 많은 기여를 해오고 있다.
간담회를 통해 중소기업융합경남연합회 회원사들의 인력 수급 애로사항, 정부 정책 자금 관련 애로사항, R&D 사업계획서 작성 시 소기업의 역량 한계 등 각종 애로 및 건의사항이 발굴됐으며 경남중기청은 각 분야별 정부지원제도 안내 및 건의사항에 대한 검토를 통해 향후 규제 개선을 적극적으로 검토 할 예정이다.
손한국 청장은 "이번 간담회를 통해 인력과 자금 등 여러 분야에서 기업들의 애로사항을 들을 수 있는 뜻깊은 시간이었으며 간담회에서 나온 내용은 검토후 규제 개선을 위해 노력하겠다"고 말했다.
