헬로티 김진희 기자 | 울산과학기술원(UNIST)은 에너지화학공학과 정성균 교수 연구팀이 고온 작동 환경에서의 배터리 양극 소재 미세 구조 변화와 산소 발생 간 상관관계를 규명했다고 30일 밝혔다. 연구팀은 이를 통해 배터리 양극 소재 내 코발트 성분 함량을 높여 산소 발생을 줄이는 새로운 설계 원리를 제시했다. 코발트가 많을수록 산소 발생의 주요 원인이 되는 암염 구조로의 상전이를 늦출 수 있기 때문이다. 연구팀에 따르면 배터리 양극에서 나오는 산소는 배터리 발화와 폭발의 주요 원인이다. 산소와 유기계 배터리 전해질이 만날 경우 고온의 작동 환경과 맞물려 연소 반응이 일어날 수 있다. 이 때문에 안전한 배터리 개발을 위해서는 내부에서 산소가 어떻게 발생하고, 얼마나 발생하는지를 알아내는 것이 중요하다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 배터리 온도를 높여가면서 내부 원자 배열 구조 변화와 산소 발생 현상을 실시간으로 분석했다. 중성자회절 분석 기법과 정확한 산소 발생량 분석을 위해 기체 질량 분석법을 썼다. 중성자회절 분석은 중성자 산란 길이가 원소마다 서로 달라 배터리를 구성하는 전이금속을 쉽게 구분할 수 있는 장점이 있으며, 결정 구조 내 리튬양을 정확히 측
헬로티 김진희 기자 | UNIST가 출범 1주년을 맞이한 인공지능혁신파크의 주요 성과를 발표하고 전시하는 자리를 가졌다. 인공지능을 통해 동남권 지역 산업의 혁신을 일으키기 위해 노력해 온 결과를 공유하기 위함이다. ‘인공지능 혁신의 날(AI Innovation Day)’ 행사는 22일(수)과 23일(목) 양 일에 걸쳐 UNIST 자연과학관 일대에서 열렸다. 이번 행사에서는 인공지능혁신파크가 추진해 온 재직자 교육, 산학공동연구, 창업 기업 보육 및 학생들의 스터디그룹 육성 성과를 선보였다. UNIST 인공지능혁신파크는 지난 1월 동남권 지역의 인공지능 혁신을 위해 출범했다. 이후 산업체 현장 인공지능(AI) 전문가 양성, 산학협력 연구, AI 전문 스타트업 육성 지원, AI 응용연구 확산, AI 신규 교과목 개발, AI 스터디그룹 운영 지원 등 인공지능 관련 사업들을 추진해왔다. 산업체 재직자 교육 프로그램인 AI 노바투스 아카데미아는 2개 기수 교육생을 모집해 59명의 수료생을 배출했다. 이를 통해 51개 지역 기업이 산업체 AI 전문가를 양성할 수 있었다. 삼양사, 타이로스코프, 효성전기, 현대중공업, 클리노믹스 등 지역 기업들은 교육 과정에서의 인공지
헬로티 이동재 기자 | 인공지능혁신파크 출범 1주년 기념 주요 산학협력 성과 발표 및 전시 진행 UNIST가 출범 1주년을 맞이한 인공지능혁신파크의 주요 성과를 발표하고 전시하는 자리를 가졌다. 인공지능을 통해 동남권 지역 산업의 혁신을 일으키기 위해 노력해 온 결과를 공유하기 위함이다. ‘인공지능 혁신의 날’ 행사가 22일과 23일, 양일에 걸쳐 UNIST 자연과학관 일대에서 열렸다. 이번 행사에서는 인공지능혁신파크가 추진해 온 재직자 교육, 산학공동연구, 창업 기업 보육 및 학생들의 스터디그룹 육성 성과를 선보였다. UNIST 인공지능혁신파크는 지난 1월 동남권 지역의 인공지능 혁신을 위해 출범했다. 이후 산업체 현장 인공지능 전문가 양성, 산학협력 연구, AI 전문 스타트업 육성 지원, AI 응용연구 확산, AI 신규 교과목 개발, AI 스터디그룹 운영 지원 등 인공지능 관련 사업들을 추진해왔다. 산업체 재직자 교육 프로그램인 AI 노바투스 아카데미아는 2개 기수 교육생을 모집해 59명의 수료생을 배출했다. 이를 통해 51개 지역 기업이 산업체 AI 전문가를 양성할 수 있었다. 산학 공동 연구 성과로는 자율주행, 품질검사, 공정 최적화, 웨어러블, 반도
헬로티 이동재 기자 | 산업통상자원부 주관하는 알키미스트 프로젝트 최종 수행기관으로 선정 UNIST 연구팀이 지난 8일 산업통상자원부 주관 알키미스트 프로젝트의 최종 수행기관으로 확정됐다. 연구팀은 신재생에너지 부분 알키미스트 프로젝트 최종 과제 수행자로 선정돼 향후 5년 간 100억원을 지원받게 된다. 연구팀은 효율 35%의 슈퍼태양전지 개발에 도전한다. 상용 실리콘 태양전지의 이론 효율 한계인 30%를 훌쩍 넘는 전지 개발에는 탠덤기술이 쓰일 예정이다. 탠덤기술은 실리콘태양전지 위에 페로브스카이트 박막 태양전지를 결합하는 기술이다. 이를 위해 실리콘 태양전지 전문가인 최경진 교수, 페로브스카이트 태양전지 분야의 세계적 석학인 석상일 교수를 비롯한 UNIST 신소재공학과 송명훈 교수와 에너지화학공학과 양창덕 교수 연구진이 모였다. 연구팀은 초고효율 슈퍼태양전지 개발과 더불어 태양전지 상용화의 3대 조건이라 불리는 장기 안정성과 가격경쟁력 향상을 위한 연구도 동시에 수행할 예정이다. 소재 기술, 대면적화 공정, 모듈화 요소 기술, 일체형 장비 개발 연구 등이다. 연구에는 KETI, KIST, 주성엔지니어링, ENF테크놀러지와 같은 유수의 연구소, 기업들이 힘
헬로티 이동재 기자 | 태양광 과산화수소 전환 효율 세계 최고 기록·다양한 인공광합성 응용.. Nat. Commun. 게재 광전극에 햇빛을 쪼여 과산화수소를 생산하는 기술이 새롭게 개발됐다. 복잡한 화학공정을 대신해 친환경적으로 과산화수소를 생산할 수 있는 기술로 주목받고 있다. UNIST 에너지화학공학과 장지욱 교수팀이 페로브스카이트 기반 과산화수소 생산 광전극 시스템을 개발했다. 태양에너지를 받아 물 속에서 환원된 산소가 물과 반응해 과산화수소(H2O2)가 되는 원리다. 이 시스템은 세계 최고의 태양광 과산화수소 전환 효율을 기록했을 뿐만 아니라 물에 약한 페로브스카이트를 썼음에도 내구성이 좋다. 공업 원료인 과산화수소는 수소를 대체할 친환경 에너지 자원으로도 꼽힌다. 농도 60%의 과산화수소수는 압축된 수소보다 단위부피당 낼 수 있는 에너지가 크고, 저장과 수송에 유리하다. 그러나 현재 과산화수소를 대량 합성하는 공정은 복잡하고 귀금속과 유기물질을 사용해 비용문제와 더불어 안전 문제도 있다. 대안으로 인공광합성 기술의 하나인 광전극 과산화수소 생산방법이 주목받고 있지만, 광흡수 성능이 뛰어나면서도 오래 쓸 수 있는 광전극 개발에 어려움이 있다. 장 교수
헬로티 이동재 기자 | 국내 연구진이 전기차의 주행거리를 대폭 늘릴 수 있는 음극재 합성 기술을 개발했다. 합성 기술은 고용량 음극 소재를 상용화하는 데 걸림돌로 지적됐던 내구성 문제를 해결했다. UNIST 에너지화학공학과 조재필 특훈교수팀이 고용량 음극 소재인 실리콘계열 소재의 내구성을 획기적으로 개선하는 합성 기술을 개발했다. 실리콘은 기존에 리튬이온배터리 음극 소재로 널리 쓰이고 있는 흑연보다 용량이 10배나 커 전기차의 주행거리를 대폭 늘릴 수 있는 소재로 주목받았지만, 충·방전 때마다 실리콘 부피가 수배 이상(360%) 부풀어 올라 구조적 손상이 발생하기 쉽고 위험하다는 점 때문에 상용화가 어려웠다. 실리콘의 급격한 부피 변화를 막기 위해서는 실리콘 음극재 입자를 최대한 작게 만들어야하는데, 덩어리 실리콘을 잘게 부수는 등의 방식 등으로는 한계가 있었다. 조 교수팀은 핵 성장 억제에서 답을 찾았다. 음극재를 이루는 입자들은 씨앗 단계인 핵에 원자들이 달라붙으면서 점점 커지는 성장 과정을 거쳐 하나의 입자로 완성되는데, 핵 성장은 억제를 통해 입자를 작게 만들 수 있다는 설명이다. 조 교수팀이 고안한 합성법으로는 입자 크기를 1나노미터 이하(10억분의
헬로티 이동재 기자 | 국내 연구진이 고체산화물 연료전지의 핵심인 고성능 촉매를 새롭게 개발했다. 연구를 수행한 대학은 연료를 가리지 않고 전기를 생산하는 고체산화물 연료전지의 상용화가 한걸음 더 가까워졌다고 자평했다. UNIST가 에너지화학공학과 김건태 교수 연구팀이 고성능 복합 용출 촉매를 개발했다고 12일 밝혔다. 용출은 촉매 입자 내부의 금속 나노입자가 표면으로 올라오는 현상으로, 표면으로 올라온 철 나노입자는 촉매 성능을 높이고, 촉매끼리 뭉치는 문제도 막는 역할을 한다. 연료전지는 수소나 탄화수소만으로 물과 전기를 만드는 친환경 발전장치다. 특히 고체산화물 연료전지는 생산이 까다로운 수소 대신 탄화수소를 쓸 수 있고, 발생된 폐열도 재활용할 수 있다는 장점이 있다. 연료전지는 탄화수소와 산소 간 화학반응을 촉진하는 촉매가 그 성능을 결정하는 만큼, 고성능 촉매의 개발이 필수적이다. 용출이 가능한 촉매는 망간 금속계와 철 금속계로 나뉘는데 철 금속계 자체의 성능은 망간 금속계에 비해 뛰어나지만 철 입자를 용출시키는 것이 어려웠다. 김 교수팀은 기존 용출 촉매보다 철 나노 입자가 촉매 표면에 더 작고 균일하게 올라올 수 있는 촉매를 개발했다. 연구팀은
헬로티 김진희 기자 | 고효율 수소 발생 광촉매로 알려진 금속-반도체 복합 나노 구조체의 이상적인 구조가 밝혀졌다. 초고속 분광분석 기술을 활용해 자체 디자인한 광촉매 모델시스템을 분석한 덕분이다. 고성능 광촉매 설계의 새로운 방법론을 제시한 연구로 평가받고 있다. UNIST 화학과 권오훈 교수팀은 KAIST 송현준 교수팀과 공동연구를 통해 금속-반도체 복합 나노 구조체(이하 복합 나노 구조체) 내에서 광촉매 반응이 일어나는 반응 동역학을 밝혀냈다. 또 이를 기반으로 복합 나노 구조체를 이루는 금속과 반도체간 이상적인 비율 구조를 제시했다. 복합 나노 구조체는 빛을 흡수하는 반도체 나노입자와 우수한 촉매 반응 특성을 지닌 금속 나노입자로 구성된 유망 수소 발생 광촉매이다. 복합체에 빛을 쪼이면 반도체 나노입자에서 전하쌍(전자, 정공)이 만들어지고 음전하인 전자가 금속 나노입자로 이동해 금속 표면에서 물이 수소로 분리되는 촉매 반응이 발생한다. 하지만 복합체 내 복잡한 전하의 이동 동역학 때문에 성능을 개선할 수 있는 설계 원리 파악에 어려움이 있었다. 공동연구팀은 모델시스템을 디자인하고, 이 안에서 일어나는 전하 이동 경로를 분석해 반응 동역학을 알아냈다.
헬로티 이동재 기자 | UNIST 인공지능대학원 윤태현 대학원생이 세계적 인공지능 학회 경진대회에서 학생 부문 최고 자리에 올랐다. 윤태현 학생이 참가한 대회는 인공지능‧기계학습 분야 최고 권위의 국제학회인 ‘뉴립스(NeurIPS)’가 주최한 ‘조합최적화를 위한 기계학습 경진대회’다. 윤태현 학생은 지난달 발표된 최종 순위에서 프라이멀 테스크 부문 학생 1위, 글로벌 2위를 차지했다. 이 대회는 계산복잡도가 높은 조합최적화 문제를 푸는 솔버 프로그램의 성능을 기계학습으로 개선하는 것을 목표로 했다. 조합최적화는 산업공학, 응용수학의 한 분야로 산업 현장에서 운송경로, 스케줄링 등에서 가장 효율적인 방법을 찾는데 활용된다. 지금껏 주로 사람이 직접 디자인한 알고리즘이 활용됐는데, 최근에는 데이터를 기반으로 이를 자동화하려는 시도가 이어지고 있다. 윤태현 학생은 “올해 초에 연구실에서 관련 분야 논문을 살펴볼 기회가 있었고, 구글 딥마인드가 발표한 조합최적화 알고리즘의 미공개 코드를 직접 구현해보기도 했다”며 “마침 경진대회가 열린다는 소식을 듣고 관심이 생겨 참가하게 됐다”고 말했다. 이번 경진대회는 전 세계 기업과 연구소에서 50개 팀이 참가해 지난 7월부터
헬로티 이동재 기자 | UNIST 대학본부에서 ‘2021 U-챌린지 페스티벌’이 3일 열렸다. 이번 행사는 ‘BTS(Brain to Society) 실전문제연구팀’을 꾸려 산업현장 문제해결에 도전해 온 60개팀, 290명 학생들의 성과를 전시하기 위해 마련됐다. 이들은 UNIST와 울산대학교 소속 학생들로, 지난 6개월 동안 울산 지역 산업체와 연구 프로젝트를 수행해왔다. 행사는 주요 내빈이 참석한 개막식으로 시작해 본선 진출 8개 팀의 성과발표회, 성과전시, 시상식을 포함한 폐막식 순으로 진행됐다. 수상팀은 발표에 이은 현장심사를 통해 선정됐다. 이날 시상식에서는 UNIST ‘HMCL-AF’ 팀과, 울산대학교 ‘벌츄어핏’ 팀이 과학기술정보통신부 장관상(대상)을 받아 그동안의 성과를 인정받았다. HMCL-AF 팀은 고신뢰, 초안전 멀티콥터 방식의 자율 비행체 연구를 통해 미래 모빌리티 분야에서 우수한 결과를 냈다. 벌츄어핏 팀은 비대면 디지털 헬스기구와 인공지능(AI) 트레이너를 개발해 미래 헬스케어 분야에서 주목할 모델을 선보였다. 이어 금상 6개 팀, 은상 7개 팀, 동상 9개 팀 등 우수성과를 도출한 팀에 대한 시상이 진행됐다. 온라인 투표를 통해 많은
헬로티 이동재 기자 | 바닷물로 수소를 저장하는 기술이 개발됐다. 수소를 고압에서 압축하거나 저온 액화시키는 기존 방법과 달리 상온·상압에서 수소를 저장하고 추출할 수 있는 새로운 기술이다. UNIST 에너지화학공학과 연구진들이 해수전지 기반 수소 저장 시스템을 개발했다. 해수의 염분 성분인 나트륨과 물을 반응시켜 수소를 뽑아내는 시스템이다. 기존 알칼리금속 수소 저장 기술은 한 번 반응한 금속의 재사용이 어려운 반면, 이 시스템은 해수전지가 지속적으로 나트륨을 ‘재생’시켜 사용 가능하다. 수소를 생산·저장할 수 있어 일석이조다. 상용화 가능성도 입증했다. 실제 시스템 작동 환경처럼 산소에 노출된 환경에서 99.1%의 패러데이 효율을 보였으며, 해수전지 크기를 실험실 수준의 약 40배 이상 (70㎠)으로 키운 시스템에서도 94.7%의 패러데이 효율을 기록했다. 장지욱 교수는 “무한한 자원인 바닷물을 이용하는 해수전지 시스템을 활용해 에너지 저장·수송과 수소 저장·생산이 동시에 가능한 신개념 수소 저장 기술을 선보였다.” 며 “이 시스템은 수소 생산과 충전을 동시에 할 수 있는 스마트 스테이션 등 수소 생산·저장·운송이 필요한 다양한 분야에 활용할 수 있다”고
헬로티 이동재 기자 | UNIST의 반도체회로 설계기술 3건이 ‘반도체 올림픽’으로 불리는 2022 국제고체회로학회(ISSCC)에 공개될 예정이다. 3건은 각각 전기전자공학과 김성진 교수팀의 뇌 신경 데이터 모니터링 기술과 라이다(LiDAR) 센서 설계 기술, 김재준 교수팀의 생체저항 정보기반 실시간 혈압 측정 기술이다. 지난 17일 열린 ISSCC 한국 기자단 간담회에 따르면, UNIST의 ISSCC 논문 채택 건수는 카이스트(10편), 포스텍(5편)에 이어 국내 대학 중 3위다. 특히 UNIST 연구진은 이미지·MEMS·메디컬·디스플레이 분야(IMMD)에서 두각을 나타냈다. 이 분야는 국내에서 총 10건의 논문이 채택됐는데, 3건이 UNIST 연구진의 기술이다. 김성진 교수팀의 차지형 연구원 등은 뇌 신경 세포가 만드는 신호 정보를 효과적으로 모니터링할 수 있는 기술을 선보인다. 조작 버튼을 누르지 않아도 사용자의 생각을 읽어내 작동하는 전자기기 등에 응용할 수 있는 기술이다. 연구팀은 기존보다 반도체회로 크기는 5배 줄이면서 뇌 신호 측정 효율은 15배 이상 증가시켰고, 데이터 처리량을 50% 이상 대폭 감소시켜 전력 소모를 줄였다. 목밴드와 같이 착용
헬로티 이동재 기자 | 전이금속 디칼코게나이드의 상용화를 앞당길 핵심 원리가 밝혀졌다. 기초과학연구원(IBS) 다차원 탄소재료 연구단 펑딩 그룹리더 연구팀이 베이징대 등 중국 연구진과 함께 전이금속 디칼코게나이드의 대면적 단결정 성장에 영향을 미치는 핵심 원리를 규명했다. 나아가 공동연구진은 이황화텅스텐(WS2) 등 대표적인 전이금속 디칼코게나이드 소재를 웨이퍼 크기의 단결정으로 제작하는 데도 성공했다. 전이금속 디칼코게나이드(TMD, Transition Metal Dichalcogenide)는 황, 셀레늄, 텔레늄 등의 칼고켄 화합물과 전이금속으로 이뤄진 반도체 물질이다. 실리콘 기반 반도체 기술의 성능이 한계에 도달하면서 우수한 물리적‧전기적 특성을 지닌 전이금속 디칼코게나이드가 그래핀, 흑린 등과 함께 차세대 반도체 물질로 각광받고 있다. 고성능의 웨이퍼를 만드는 데 주로 쓰이는 ‘에피텍셜 성장법’의 핵심 기술은 기판에서 성장한 모든 작은 단결정이 균일하게 정렬되도록 하는 것이다. 하지만, 전이금속 디칼코게나이드의 경우 2가지 원소로 구성되어 있어 구조적인 대칭점이 중심이 아닌 가장자리에 위치하기 때문에 기판 선택이 까다롭다. 이번 연구에서 공동연구진은
헬로티 이동재 기자 | UNIST 동남권실험실창업혁신단이 10일 혁신단 소속 부경대 창업탐색팀인 '니온(Ni-on)'팀의 성과를 격려하는 자리를 가졌다. 니온팀은 지난 9월 과학기술정보통신부의 워싱턴 KIC가 주관한 해외실전교육 종합평가에서 예비 창업팀 105개 팀 중 1위를 차지했다. KIC(Korea Innovation Center)는 과학기술정보통신부가 글로벌 해외거점에 벤처창업, 현지진출, R&D협력을 지원하기 위해 설립한 기관으로, 미국 워싱턴, 실리콘밸리, 유럽, 중국 4개 지역에 위치해 있다. 교육에서 예비 창업팀들은 잠재적 수요 고객을 인터뷰하는 창업 시장 조사 미션 등을 수행했다. 니온팀은 전기차 등에 쓸 수 있는 안전한 고용량 양극재 소재 기술을 보유한 예비 창업기업이다. 2022년 1월까지 UNIST 동남권실험실창업혁신단에서 시제품제작 등 창업 탐색 활동을 수행한다. 부산에서 열린 이번 간담회에는 니온팀 대표인 박서현 연구원(부경대학교 스마트그린기술융합공학과 석사과정), 지도교수인 오필건 교수, 동남권실험실창업혁신단을 운영 중인 UNIST 창업팀 관계자 등이 참석했다. 간담회에서는 창업 탐색 활동 종료 후 니온팀의 기술이 실제 창업
헬로티 임근난 기자 | UNIST(기계공학과 정임두 교수팀)와 금속 부품 가공 전문기업 ㈜와이지원이 산업통상자원부가 공모한 소재·부품·장비 기계 금속 부문 패키지 사업에 최종 선정됐다. 해당 사업을 통해 향후 4년 동안 기존 절삭가공 부품 가공 업체의 글로벌 경쟁력 강화를 위한 디지털 제조 플랫폼을 개발한다. 소재·부품·장비 패키지 사업은 국내 제조기술의 세계적 경쟁력 강화를 위해 산업통상자원부가 추진하는 사업이다. 이 사업의 융합 연구진은 디지털 제조기술과 인공지능(AI) 기술을 기계가공 기술에 접목하는 연구를 수행할 방침이다. 이를 위해 절삭공구 소재, 형상 설계, 생산공정의 전공 지식, 노하우 및 빅데이터를 활용한 기계가공 디지털 트랜스포메이션 연구를 추진한다. 연구진은 절삭가공 부품 개발에 필요한 소재와 형상, 생산에 있어 글로벌 시장의 흐름을 읽고, 이에 대응하는 방안을 찾는다. 중견기업에서 쌓아온 데이터를 인공지능으로 학습해, 다양해지는 기계가공 수요를 빠르게 맞출 수 있는 디지털 플랫폼을 개발하는 것이다. 정임두 기계공학과 교수는 “실제 기계공학과에서 전통적으로 다루는 기계 가공 부문의 도메인 지식에 인공지능을 접목한 디지털 지능화 제조 플랫폼을