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현존 최고 성능 세라믹 전해전지 개발…이산화탄소 분해 성능 50%향상

지구 온난화의 골칫거리인 '이산화탄소'를 '일산화탄소'로 전환하는 고성능 세라믹 전해전지(SOEC)가 개발됐다. KAIST(총장 이광형)는 기계공학과 이강택 교수 연구팀이 신소재 세라믹 나노 복합섬유를 이용해 현존 최고 성능의 이산화탄소 분해 성능을 갖는 세라믹 전해전지를 개발하는 데 성공했다고 1일 밝혔다. 연구진은 "이를 이용한 이산화탄소 분해 성능은 기존대비 50% 향상했다"고 설명했다. SOEC는 이산화탄소를 가치 있는 화학물질로 전환할 수 있는 유망한 에너지 변환 기술이다. 하지만 기존 세라믹 전해전지는 작동 온도가 800℃ 이상이다. 유지 비용이 크고 안정성이 낮아 상용화에 한계가 있다. 연구팀은 전기가 잘 통하는 '초이온전도체' 소재를 기존 전극에 함께 섞어 만든 '복합 나노섬유 전극'을 개발했다. 나노섬유 두께를 약 45% 줄이고, 전극을 머리카락보다 1천배 가는 두께(100나노미터)로 제작했다. 연구팀은 "전기분해 반응이 일어나는 면적을 극대화했다"며 "이를 통해 세라믹 전해전지의 작동 온도를 낮추는 동시에 이산화탄소 분해 성능을 약 50% 향상시키는데 성공했다"고 말했다. 복합 나노섬유가 적용된 세라믹 전해전지는 기존에 보고된 소자 중 가장 높은 세계 최고 수준의 이산화탄소 분해 성능(700℃에서 1.25 A/cm2)을 기록했다. 300시간의 장기 구동에도 안정적인 전압을 유지했다. 이강택 교수는 “이산화탄소 저감뿐만 아니라 그린수소 및 친환경 전력 생산과 같은 다양한 차세대 에너지 변환 소자의 개발에 있어 선도적인 기술이 될 것”이라고 말했다. KAIST 기계공학과 김민정 석사, 김형근 박사과정, 아크롬존 석사가 공동 제 1 저자로 참여했다. 한국지질지원연구원 정인철 박사, KAIST 기계공학과 오세은 박사과정, 윤가영 석사과정이 공동저자로 연구를 수행했다. 연구결과는 촉매·재료 분야 국제학술지 '어플라이드 카탈리시스 B: 환경과 에너지' 3월 3일 온라인 게재됐다.

2025.04.01 08:29박희범

지샌달, IF 디자인 어워드 수상

럭셔리 에이징케어 브랜드 '지샌달(Jysandal)'이 세계적으로 권위 있는 'IF 디자인 어워드 2025'에서 패키지디자인 부문에서 수상했다고 6일 밝혔다. 이번 수상은 브랜드의 대표 제품인 '세라믹 슬릭 세럼'과 '세라믹 슬릭 크림'의 독창적인 디자인과 혁신성을 인정받은 결과다. 지샌달의 '세라믹 슬릭 세럼'과 '세라믹 슬릭 크림'은 동양의 미적 가치가 담긴 백자와 달항아리를 모티브로 디자인돼 한국적인 아름다움을 현대적으로 재해석한 것이 특징이다. 부드러운 곡선과 균형 잡힌 형태는 간결하면서도 우아한 감성을 자아내며, 세라믹 소재의 패키지는 고급스러움과 지속 가능성을 동시에 고려했다. IF 디자인 어워드는 독일의 국제 디자인 심사 기관인 'iF International Forum Design GmbH'가 주관하는 세계적인 디자인 어워드로, 혁신성, 기능성, 심미성, 지속 가능성 등을 기준으로 수상작을 선정한다. 지샌달의 이번 수상은 글로벌 시장에서 브랜드의 디자인 경쟁력을 인정받은 쾌거로 평가된다. 지샌달을 운영하는 엔비엘케이의 허정아 대표는 “전통적인 미학을 현대적인 감각으로 재해석한 디자인이 세계적으로 인정받아 기쁘다”며 “앞으로도 혁신적인 제품과 차별화된 디자인을 통해 럭셔리 에이징케어 시장을 선도해 나가겠다”고 소감을 밝혔다.

2025.03.06 19:15안희정

"갤럭시S25 엣지, 후면에 세라믹 소재 채택"

삼성전자의 초박형 스마트폰 '갤럭시S25 엣지'에 세라믹 소재가 채택될 것이라고 IT매체 샘모바일이 19일(현지시간) 보도했다. 보도에 따르면, 갤럭시S25 엣지 측면 프레임은 알루미늄이 채택되나 후면에는 더 나은 내구성을 위해 세라믹 소재가 사용될 예정이다. 하지만, 갤S25 엣지 뒷면이 100% 세라믹 소재인지 용융 세라믹을 채택한 유리로 제작될지는 확실치 않다. 하지만, 기기 후면에 고릴라 글래스 빅투스 2를 채택한 다른 갤럭시S25 시리즈와는 다를 것으로 보이며, 이는 제품 무게를 줄이기 위한 선택일 수 있다고 해당 매체는 설명했다. 삼성의 가장 얇은 스마트폰이 될 것으로 보이는 갤럭시 S25 엣지의 정확한 두께는 아직 알려지지 않았다. 일부 보도에서는 기기 두께가 5.84mm라고 예상하고 있으나 아직 확실치 않은 상태다. 삼성전자는 3월 첫째 주에 열리는 MWC 2025 행사에서 갤럭시S25 엣지를 공개할 것으로 예상된다. 하지만, 제품 출시는 그 후인 2025년 2분기가 될 가능성이 높다.

2025.02.20 10:18이정현

단단한 세라믹으로 웨어러블 압전소자 제작…효율 280배 올려

단단한 세라믹으로 전기 에너지를 모을 수 있는 고효율 웨어러블 압전소자가 개발됐다. DGIST는 로봇및기계전자공학과 장경인 교수팀이 신체의 움직임을 활용해 전기 에너지를 수확할 수 있는 3차원 형태의 신축성 압전 에너지 수확기를 개발했다고 9일 밝혔다. 이 소자는 피부나 옷에 부착해 활용 가능할 전망이다. 연구팀은 이번 기술 개발에 2가지 전략을 구사했다. 우선 압전 효율이 높은 PZT(납과 지르코늄, 티타늄이 견합한 세라믹 화합물) 소재를 3D 버클링 구조로 제작, 소자에 신축성을 부여했다. 3D 버클링 구조로 제작된 에너지 수확 소자는 단단한 물성에도 불구하고 구조 특유의 구불구불한 형태로 인해 늘어난다. 이때 3D 버클링 구조에는 곡률이 음(-)인 영역과 양(+)인 영역이 생기는데, 각 영역에는 서로 반대 방향의 전압이 유도되기 때문에 각 영역이 전기적으로 독립되어 있지 않으면 수확된 전기적 에너지가 상쇄돼 사라지는 현상이 발생한다. 연구팀은 이러한 에너지 상쇄를 방지하기 위해, 두 번째 전략인 '전극을 곡률 특이적으로 결합하는 방식'을 활용했다. 곡률의 방향에 맞게 독립적으로 설계된 전극 구조는 각 영역에서 발생한 반대 방향의 전압(전기적 에너지)을 따로 저장해 에너지 상쇄를 방지한다. 연구팀은 "첫 번째 전략인 구조 역학적 설계를 통해 소자에 신축성을 부여했다"며 "또 두 번째 전략인 '곡률 특이적 전극 결합 설계'로 수확된 에너지가 손실되는 것을 최대한 방지했다"고 설명했다. (주)엔사이드 대표도 맡고 있는 DGIST 장경인 로봇 및 기계전자공학과 교수는 "기존보다 에너지 효율이 280배 이상 높은 초고효율의 늘어나는 에너지 수확기를 개발했다"며 "웨어러블 또는 임플란터블 형태의 소자로 활용 가능하다"고 부연설명했다. 논문 제1저자는 로봇및기계전자공학과 예준우 박사과정생과 하정대 석박사통합과정생이다. 연구는 한국연구재단 STEAM연구 사업, 미래선도형특성화연구 사업과 네이버 디지털바이오연구 사업 지원을 받았다. 연구결과는 나노 분야 국제학술지(ACS NANO) 표지논문(12월)에 선정됐다.

2024.12.09 18:31박희범

4분기 MLCC 시장, AI 수요 견조…"韓·日 공급사 수혜"

전 세계 IT 수요 부진으로 MLCC(적층세라믹콘덴서) 시장이 연말 약세를 보일 것으로 예상된다. 다만 AI 등 첨단 산업에 활용되는 고성능 MLCC는 여전히 주문량이 많아, 한국과 일본 기업들에게 기회 요인으로 작용하고 있다. 8일 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 올 4분기 출하량은 1조2천50억 개로 전분기 대비 3.6% 감소할 전망이다. MLCC는 MLCC는 회로에 전류가 일정하게 흐르도록 조절하고 부품 간 전자파 간섭현상을 막아주는 부품이다. 스마트폰, PC 등 가전제품과 서버, 자동차 등 다양한 산업에 필수적으로 활용되고 있다. 다만 올 4분기에는 스마트폰, 노트북 등 IT 제품의 수요 감소로 MLCC 주문도 약세를 보이고 있다. 트렌드포스는 "4분기 노트북 주문량 예측이 5~8%가량 감소했고, 아이폰16에 대한 교체 수요가 당초 예상보다 낮다"고 설명했다. 반면 AI 서버, 네트워크 등에 활용되는 고부가 MLCC에 대한 수요는 여전히 견조한 것으로 나타났다. 엔비디아의 최신형 AI 가속기에 대한 주문량 증가, 미국 CSP(클라우드서비스제공자)의 투자 증가 등에 따른 영향이다. 트렌드포스는 "4분기 고부가 MLCC 수요가 안정적으로 유지되면서 한국·일본 공급업체에 수혜 효과가 나타날 것"이라며 "한국·일본 공급업체의 가동률이 80% 이상인 데 반해, 중국·대만 공급업체 가동률은 60~70% 수준에 머무를 것"이라고 밝혔다.

2024.10.08 17:30장경윤

샘씨엔에스, 고성능 다층세라믹기판 개발 나서

국내 반도체 부품기업 샘씨엔에스가 사업 영역 확장에 나선다. 기존 주력 제품에 적용해온 기술을 토대로 자율주행 등 여러 산업에 필요한 고성능 세라믹 기판을 개발할 계획이다. 샘씨엔에스는 최근 자율주행 레이더 및 차세대 통신용 초저온 동시 소결 다층세라믹기판 소재, 공정 및 부품 제조 기술개발을 위한 국책과제에 선정됐다고 2일 밝혔다. 샘씨엔에스는 "당사는 산업통상자원부 한국산업기술평가관리원(KEIT) 소재부품기술개발(R&D)의 총괄연구개발기관으로 선정됐다"며 "2세부의 주관기관"이라고 설명했다. 2세부 과제는 '650°C 이하 U-LTCC 공정이 적용된 고집적, 초저손실 다층세라믹기판 기술개발'이다. 주관기관인 샘씨엔에스 외에도 한국전자기술연구원, 한국생산기술연구원, 한국항공대학교 등이 참여기관으로 이름을 올렸다. U-LTCC는 극저온 동시소성 세라믹스로, 저온 환경에서 도전성 금속과 세라믹스를 동시에 소성해, 세라믹스 내부에 금속배선을 형성하는 기술이다. 회로를 3차원 형태로 내장할 수 있어, 다기능 구현 및 제품 소형화에 용이하다. 샘씨엔에스는 반도체 후공정용 부품인 세라믹 STF(공간변형기)를 주력으로 개발해 온 기업이다. 세라믹 STF 제조에도 LTCC 기술이 적용되기 때문에, 샘씨엔에스는 기존 사업과의 시너지 효과를 기반으로 신시장 진출을 가속화할 수 있을 것으로 기대된다. 총 과제수행기간은 올해 7월부터 오는 2028년 12월 31일까지로, 총 4년 6개월이다. 사업비 규모는 총 76억8천375만원이다. 정부 출연금은 64억8천만원 수준이다. 샘씨엔에스는 과제 기대 효과에 대해 "U-LTCC 기반의 고집적·초저손실 안테나 개발을 통해 자율주행용 레이더 외에도, 차세대 5G 및 6G 기반 다양한 통신 분야로 확장 가능하다"며 "또한 기존 고분자 기판 대비 극한 환경이 요구되는 우주·항공·국방 분야에 필수 적용이 가능하다"고 밝혔다. 실제로 레이더 산업은 자율주행을 중심으로 높은 성장세를 기록할 전망이다. 시장조사업체 모르도르 인텔리전스에 따르면 전 세계 레이더 센서 시장은 2024년 210억 달러에서 2029년 454억 달러로 연평균 16.65% 성장할 것으로 분석된다.

2024.10.02 10:55장경윤

미코 그룹, 사업재편 지속…사업부 양도하고 바이오 경영권 매각

국내 반도체·디스플레이 소재부품 전문기업 미코그룹이 사업 구조 재편을 지속하고 있다. 올 하반기 그룹 내 디스플레이 사업부 양수도 계약을 진행하고, 바이오 관련 자회사의 경영권을 매각하는 등 운영 효율화를 꾀하고 있는 것으로 알려졌다. 3일 업계에 따르면 미코는 지난 7월 자사 하부전극 사업부를 자회사 코미코에 양도했다. 하부전극(Lower Electrode)은 LCD, OLED 등 디스플레이에 쓰이는 정전척(ESC) 중 하나다. 정전척은 디스플레이 식각 공정에서 유리기판을 고정시켜즈는 역할을 맡고 있다. 미코는 지난 2017년경부터 중국향 하부전극 시장에 뛰어들었다. 현재 CSOT, BOE 등 중국 주요 디스플레이 제조업체의 LCD 패널 향으로 제품을 공급 중이다. 미코는 지난 6월 말 코미코에 이 하부전극 사업부를 양도하는 계약을 체결했다. 거래 규모는 약 30억 원 수준이다. 미코가 하부전극 사업부를 코미코에 양도한 이유는 사업 효율화에 있다. 그간 미코는 국내법인과 코미코의 중국 선전 법인을 통해 하부전극을 양산해 왔다. 다만 대부분의 물량이 중국향으로 수출되고 있어, 국내 양산 시 물류비용이 발생하는 등 비효율적인 면이 있었다. 이에 미코는 하부전극 양산 및 사업을 코미코 중국 법인에 집중시키려는 것으로 관측된다. 그 결과 발생하는 국내법인의 유휴 공간은 또 다른 자회사 미코세라믹스의 생산능력 확보 등에 활용될 수 있을 것으로 전망된다. 미코세라믹스는 반도체 장비용 세라믹 소재·부품업체로, 지난 2020년 미코로부터 물적분할됐다. 현재 정전척과 세라믹 히터 등을 주력으로 생산하고 있다. 앞서 미코는 지난해 5월 코미코에 미코세라믹스 지분 47.84%를 매각해, 미코-코미코-미코세라믹스 형태의 수직계열화 구조를 확립한 바 있다. 미코세라믹스는 고사양 히터 및 정전척 수요가 증가할 것이라는 전망 하에 생산능력 확대를 추진하고 있다. 기존 강릉 소재의 제 1·2·3 공장에 이어, 올해 3월부터 제4공장 착공에 돌입했다. 내년 공장 준공 시 연 800억 원 수준의 생산능력 증가가 예상된다. 한편 미코는 최대주주로 있던 미코바이오메드의 경영권을 매각하기도 했다. 지난달 중순 미코바이오메드의 주식 1057만166주를 젬텍 외 5인에게 165억 원에 양도하겠다고 공시한 바 있다. 미코바이오메드는 체외진단 의료기기 전문업체다. 코로나19, 엠폭스 진단키트 등으로 주목받은 바 있으나, 연간 영업손실이 2021년 109억 원, 2022년 259억 원, 2023년 194억 원 등으로 적자를 지속해 왔다.

2024.09.03 13:21장경윤

KIST·금오공대, "대면적 3년내 완성하면 그린·핑크수소 생산 가능"

100% 친환경수소인 '그린수소'를 생산할 수 있는 차세대 연료전지 합성법이 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST)은 수소에너지소재연구단 지호일 책임연구원 연구팀과 금오공과대학교 최시혁 교수 연구팀이 공동으로 기존대비 낮은 온도에서 프로톤 세라믹 전지의 전해질 밀도를 2배 이상 높이는데 성공했다고 29일 밝혔다. 전해질이나 전극 등 모든 구성요소가 세라믹과 같은 금속산화물로 구성된 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Cell; SOC)는 동시에 전력과 수소 생산이 가능하다. 600℃ 이상의 고온에서 작동하기 때문에 다른 연료전지 대비 전력 변환 효율도 높다. 그러나 고온 내구성을 지닌 재료를 사용하기 때문에 생산비용이 높고 장기간 작동 시 열화로 인한 성능 저하가 유발된다. 연구팀은 고체산화물 전지 중 수소이온인 프로톤(Proton)을 사용하는 프로톤 세라믹 전지(Protonic Ceramic Cell; PCC)에 주목했다. PCC가 산소이온을 전달하는 기존 전해질과 달리 크기가 작은 수소이온을 전달하기 때문에 높은 이온전도도를 구현할 수 있으리라는 기대 때문이다. 지호일 책임연구원은 "그러나 이 방법에도 문제가 있었다"며 "프로톤 세라믹 전지 전해질을 제작하기 위해서는 1천500℃ 이상 고온에서 소결해야 하는데, 이 온도에서는 구성물이 휘발 또는 석출되는 현상이 발생한다. 이는 전해질의 성능 저하로 이어진다"고 말했다. 연구팀은 이 문제 해결을 위해 전해질 소재를 합성하는 새로운 공정을 개발했다. 일반적으로는 하나의 화합물로 구성된 분말을 소결해 프로톤 세라믹 전지의 전해질을 제작한다. 하지만 소결 온도를 낮추기 위해 투입한 첨가제가 전해질에 남아 전지 출력밀도를 저해한다. 연구팀은 이에 두 가지 상이 공존하는 전해질을 저온 합성법으로 제조했다. 이 화합물은 소결 가속화 과정에서 첨가제 없이도 1천400℃이하에서 소결됐다. 지호일 책임연구원은 "100℃만 낮춰도 전해질 조성이 변하지 않는다"며 "600℃에서는 기존 대비 약 2배 향상된 출력밀도(950㎽/㎠)를 달성했다"고 설명했다. 연구진은 3년내 프로톤 세라믹 대면적 전지(10ⅹ10㎝)를 개발할 계획이다. 지호일 책임연구원은 "대면적화 기술이 성공적으로 개발되면 전력 생산과 수전해를 통한 그린수소, 원자력 발전소의 폐열을 활용한 핑크수소 생산 기술로 활용해 에너지의 효율적인 관리가 가능해질 것"이라고 밝혔다. 연구는 과학기술정보통신부와 산업통상자원부 지원을 받았다. 연구성과는 국제 학술지 '어드밴스트 에너지 머터리얼즈'에 게재됐다.

2024.07.28 12:01박희범

알엔투테크놀로지, '전기차용 방열기판' 정부 지원 사업 선정

알엔투테크놀로지가 본격적으로 전기자동차용 세라믹 방열기판 시장 확대에 나선다. 알엔투테크놀로지는 자사의 '전기자동차용 세라믹 방열 기판' 기술이 중소벤처기업부와 산업통상자원부의 정부 지원 연구개발 사업 2건에 선정돼, 향후 4년간 총 24억원 규모의 정부 지원을 받는다고 8일 밝혔다. 중소벤처기업부 지원사업의 '전기차 인버터용 인쇄방식의 스페이서 일체형 세라믹 방열기판 개발' 과제를 진행하고, 산업통상자원부 지원 사업의 '고출력 SiC 파워모듈용 절연-냉각 Pin-Fin 일체형 고방열 기판과 파워모듈 적용 기술개발' 과제를 진행한다. 알엔투테크놀로지 관계자는 “이번 지원사업의 선정은 혁신적인 기술력과 연구개발 역량을 인정받은 결과로, 알엔투테크놀로지의 기술력을 한층 더 발전시킬 수 있는 중요한 기회가 될 것”이라며 “앞으로도 지속적인 혁신과 연구개발을 통해 글로벌 시장에서 입지를 강화해 나갈 것”이라고 말했다. 알엔투테크놀로지는 일체형 방열 기판 제조 기술을 보유하고 있다. 해당 기술은 기존 방열 기판에 실장되는 단일 재료인 Cu 입자를 사용한 페이스트 소재를 활용해 스페이서 일체형 방열 기판으로 제조하는 기술이다. 알엔투테크놀로지에서 생산되는 모든 제품은 동일한 MCP 기술로 제조되고 있어 안정적인 생산능력(CAPA)확보가 가능하다. 이에 따라 알엔투테크놀로지는 효율적인 전기차 핵심 부품의 연구개발과 본격적인 생산을 위해 7월 첫째 주에 분산되어 있던 '전기자동차용 세라믹 방열 기판 사업'을 강릉 사업장으로 통합시켰다. 현재 통신관련 핵심 부품과 방위산업용 세라믹 기판을 제조하는강릉 사업장은 이미 삼성전자, 에릭슨, 노키아 등의 글로벌 기업에서 생산·품질관리 실사를 통해 공급기업으로 인증을 받은 바 있다. 앞으로 강릉 사업장에서 ▲방산 관련 MCP(다층 세라믹 PCB) 사업 ▲전기자동차용 세라믹 방열 기판사업을 진행한다. 추후 회사는 개발‧품질‧제조 인력의 전략적 TF운영이 가능해지며, 팀 간 협업 강화로 개발‧제조‧인증 등 전반적인 부분의 효율성의 향상을 기대할 수 있는 토대를 마련했다. 이효종 알엔투테크놀로지 대표는 “이번 지원사업을 통해 당사만의 기술력을 인정받았으며, 회사의 세라믹 방열기판 기술은 설계자유도 확보와 공정 단순화 시현이 가능해 성능과 신뢰성을 향상시킬 수 있다”며 “강릉 사업장은 이미 수년간의 공급 레퍼런스를 보유한 곳으로, 사업장 통합 이후 당사의 방산 관련 MCP사업과 전기자동차용 세라믹 방열 기판 사업의 시너지 효과를 기대한다”고 말했다.

2024.07.08 09:05장경윤

RF머트리얼즈, 국내 최초 초고주파용 CQFN 패키지 개발

화합물 반도체용 소재 전문기업 RF머트리얼즈는 국내 최초로 최대 40GHz까지 사용 가능한 CQFN(Ceramic-Quad Flat No-lead) 패키지 개발에 성공했다고 30일 밝혔다. RF머트리얼즈는 화합물 반도체 패키지 사업 확대의 일환으로 이번 패키지 연구개발을 추진해왔다. 기존 회사가 보유한 HTCC(High Temperature Co-Fired Ceramic) 적층 세라믹 기술을 활용해 CQFN 패키지를 개발했다. CQFN 패키지는 기존 플라스틱 패키지 및 글라스 세라믹(Glass Ceramic) 패키지 대비 우수한 방열 성능과 고주파 특성을 지니고 있으며, 소형 경량화에 특화됐다. 또한 CQFN 패키지는 반도체에 치명적인 습기로부터 완전히 밀폐된(Hermetic) 구조를 갖추고 있어, 높은 신뢰성이 요구되는 자동차 전장부품과 방산, 항공우주부품, 산업용 전력 반도체 부품 등에 활용이 될 수 있을 것으로 예상된다. 특히 RF머트리얼즈는 CQFN의 개발과 동시에 이스라엘 대표 방위업체 엘타 시스템즈(Elta systems)의 위상배열 레이더 시스템에 해당 패키지 적용을 위한 적격성 평가를 진행하고 있다. RF머트리얼즈 관계자는 “국내에서 QFN 패키지를 개발 및 공급하는 기업은 다수 존재하나 CQFN 패키지 개발에 성공한 기업은 동사가 유일하다”며 “군사용 레이더 시스템 분야의 세계적인 선도기업 엘타 시스템즈와 진행하고 있는 적격성 평가가 긍정적으로 마무리 된다면 해당 패키지를 통한 신규 매출 창출이 가능할 것으로 기대하고 있다”고 말했다. 이어 “CQFN은 글로벌 시장에서 높은 관심을 보이고 있어 향후에도 주파수, 출력 등 고객의 요구에 충족하는 다양한 규격의 CQFN 제품을 개발함으로써 글로벌 업체와의 차별성을 강화해 나갈 계획”이라고 밝혔다.

2024.04.30 10:15장경윤

재료연 "전기차 배터리 발열 잡았다"

전기 자동차 배터리 발열을 해결할 수 있는 방열 소재가 세계 처음 개발됐다. 한국재료연구원(KIMS, 원장 이정환) 세라믹재료연구본부 기능세라믹연구실 안철우 박사 연구팀은 친수성은 줄이고, 열전도도는 증가시키는 방열 소재를 세계 처음 개발했다고 21일 밝혔다. 연구팀은 이 방열 소재 개발에 단순한 소결 과정만 거치는 화학반응을 활용했다. 이 때문에 표면처리 필요 없이 나노 결정질 복합 층을 형성하는 데 성공했다. 기존 방열 소재로 널리 사용되는 알루미나 필러는 열전도도 개선에 한계가 있었다. 이 대안으로 최근 마그네시아가 이슈화됐다. 마그네시아는 원료 비용이 적게 들고, 방열성능인 열전도도와 비저항성이 우수하다. 반면, 가열해 서로 밀착시키는 소결 온도가 1천800℃로 높다. 또 공기 중에서 물과 반응하는 흡습성 때문에 방열 필러로 활용하는 데 한계가 있었다. 연구팀은 첨가제를 이용해 소결 공정에서 표면에 얇은 나노 결정질 복합 층을 만들어 이 문제를 해결했다. 수분과 반응하는 방어층을 형성시킨 것. 이와 함께 액상 소결을 이용해 소결 온도를 낮췄다. 계란판에 계란 하나가 빠져 있는 것과 같은 고체에 존재하는 점결함을 줄여 고열전도도를 달성했다. 최근 첨단 산업 발전과 함께 전자부품의 소형화 및 다기능화가 급격히 진행 중이다. 이로 인해 업계에서는 전자제품 열관리가 현안이 됐다. 특히 전기차용 배터리의 고용량화와 전자부품 고집적화로 열 밀도 증가에 대응할 고방열 소재가 더욱 절실한 상황이다. 현재 연구팀은 마그네시아의 열전도도를 질화물 방열 세라믹 수준으로 높이는 등 성능 개선을 위한 후속 연구가 진행 중이다. 결함 제어, 고열전도성 가진 산화물 필러 개발 재료연은 이 기술을 출자해 연구소기업 (주) 소울머티리얼을 설립했다. 재료연은 현재 주주로 참여해 양산화를 지원 중이다. 기능세라믹연구실 차현애 선임연구원은 "기존 마그네시아 소재가 가진 제약을 극복한 기술"이라며 "현재 이 기술로 만든 제품이 상용화돼 방열 소재로 시판 중"이라고 말했다. 연구책임자인 재료연 안철우 책임연구원은 “산화물 세라믹 필러의 제조 공정에서 첨가제를 넣어 고분자와의 혼합에 문제가 되는 수분 반응 문제를 해결하고, 결함 제어를 통해 고열전도성을 가진 산화물 필러를 개발했다”며 “이번에 개발된 저가의 고품질 마그네시아 방열 필러가 방열 세라믹 소재 시장을 이끌 것"으로 기대했다. 이 연구성과는 한국재료연구원 기본사업과 산업통상자원부 산하 한국산업기술기획평가원(KEIT) 마그네슘(Mg)계 세라믹 원재료 국내생산 시범사업을 통해 수행됐다. 연구 결과는 국제 학술지 '스몰 메소드(Small methods, IF=15.367, 제1 저자 차현애 선임연구원, 교신저자 안철우 책임연구원)'2023년 12월 14일 자로 게재됐다.

2024.03.21 14:20박희범

갤S24 견제구?…애플, 아이폰15 액정 내구성 광고

애플이 아이폰15 시리즈 내구성을 강조하는 광고를 새롭게 선보였다. 경쟁사 삼성전자가 갤럭시S24 시리즈를 공개한 지 얼마 지나지 않아 광고를 선보이며 견제구를 던졌다는 분석이 나온다. 27일(현지시간) 폰아레나에 따르면 애플 오스트레일리아(호주)는 지난주 아이폰15 시리즈에 탑재한 '세라믹 쉴드'를 홍보하는 영상을 게재했다. 애플은 세라믹 쉴드가 다른 스마트폰 유리보다 견고하며 6피트(약 183cm) 이상 높이에서 낙하를 견딜 수 있다고 주장한다. 광고 영상은 한 여성이 자전거를 타고 가다가 넘어지는데 넘어지면서 폰 화면에 부딪히는 돌과 흙 등을 클로즈업해서 부각했다. 영상 말미는 "세라믹 쉴드, 어떤 스마트폰 유리보다 튼튼합니다. 안심하세요, 아이폰입니다"라는 문구로 마무리한다. 세라믹 쉴드는 애플이 코닝과 협업해 개발한 소재로 아이폰12 시리즈부터 적용했다. 나노 사이즈의 세라믹 크리스털과 유리를 섞은 것으로 고온 결정화 공정을 통해 제작됐다는 것이 애플 측의 설명이다. 삼성전자가 선보인 갤럭시S24 시리즈도 코닝과 협력해 만든 '고릴라 아머' 글라스를 적용했다. 갤럭시 언팩 간담회에서 코닝 측은 허리 높이에서 낙하해도 액정이 깨지지 않는 내구성을 가졌다고 설명했다. 애플은 세라믹 쉴드를 선보일 당시 이보다 더 높은 성인 남성 키높이에서 떨어져도 괜찮다고 홍보했다. 하지만, 아이폰15 시리즈는 출시 초반 해외 IT 전문 유튜버들이 진행한 내구성 실험 영상에서 좋지 못한 평을 받으며 '탕후루 에디션'이라는 조롱을 받기도 했다. 애플이 내구성을 강조하는 홍보를 전개하는 것은 신제품 출시 초반 불거진 내구성 논란에 대응하고, 경쟁사 신제품을 견제하기 위한 움직임으로 풀이된다. 폰아레나는 "애플 신제품은 이미 출시한 지 4개월이 지났지만, 아마 삼성과 원플러스의 최신 제품(갤럭시S24와 원플러스12)의 홍보를 무색하게 만들려는 목표를 가지고 있을 것"이라며 "애플은 지역별로 특화된 광고를 선보이며, 광고하는 데 비용을 아끼지 않는다"고 전했다.

2024.01.29 09:38류은주

삼성전기, 자율주행차용 세계 최고용량 MLCC 개발

삼성전기는 자율주행차의 필수 시스템인 ADAS(첨단운전자보조시스템)에 탑재되는 고전압·고용량의 MLCC(적층세라믹콘덴서)를 개발하고, 고성능 전장용 제품 라인업 확대로 시장 공략에 나선다고 19일 밝혔다. MLCC는 전자제품의 회로에 전류가 일정하고 안정적으로 흐르도록 제어하는 부품이다. 스마트폰, PC, IT기기, 가전제품, 자동차, 5G, IoT 관련 제품에 두루 사용된다. 특히 자동차에는 동력전달, 안전, 주행, 인포테인먼트 등에 최소 3천~1만개의 MLCC가 탑재된다. 이번에 개발한 MLCC는 16V(볼트)급의 고전압 특성을 가진 제품으로 0603크기(가로 0.6mm, 세로 0.3mm), 100nF(나노패럿) 용량과 1608크기(가로 1.6mm, 세로 0.8mm)에 4.7uF(마이크로패럿) 용량을 가진 제품 2종이다. 자율주행의 핵심 장치인 게이트웨이(Gateway) 모듈에 사용된다. 차량용 게이트웨이는 차량 내에서 각각 ADAS 기능을 통합 관리하고, 데이터를 안전하게 전송하는 핵심 시스템으로 반도체간 빠르고 정확한 신호를 전달받기 위해 안정적인 전원 공급과 신호잡음(노이즈) 제거가 필수적이다. 특히 자율주행 기능의 고도화와 전기차의 고속 충전, 주행거리 증가로 인해 초소형, 고용량, 고전압의 MLCC가 요구된다. 이번에 개발한 2기종은 동일 크기에서 업계 최고용량과 고전압을 구현한 제품이다. 일반적으로 MLCC는 전압과 용량 특성을 동시에 만족시키기 어렵다. 전압 특성을 높이기 위해 전기를 저장하는 유전체를 두껍게 설계하면, 쌓을 수 있는 내부 유전층 수가 줄어 용량을 높이기 어렵다. 삼성전기는 핵심 원자재인 유전체 세라믹 파우더를 나노 단위 수준으로 미세화해 고용량을 구현했다. 또한 독자 개발한 첨가제 및 신공법 적용하여 유전체 내에 비어있는 공간을 최소화해 높은 전압에서도 안정적으로 동작할 수 있다. 최재열 삼성전기 컴포넌트솔루션 사업부장(부사장)은 "자동차의 전장화로 소형·고성능 ·고신뢰성 MLCC 수요가 대폭 증가하고 있다"며 "삼성전기는 MLCC의 핵심 원자재를 자체 개발·제조해 기술 경쟁력을 높이고, 설비 내재화와 생산능력 강화로 전장라인업 확대 등 전장사업을 강화해 나가겠다"고 밝혔다.

2024.01.19 10:02장경윤

지샌달, 안티에이징 세라믹 슬릭 세럼· 크림 출시

화장품 브랜드 지샌달은 특허 펩타이드 성분이 들어가 피부노화에 도움이 되는 세라믹 슬릭 크림과 세럼을 출시했다고 11일 밝혔다. 피부 치밀도 저하로 인한 모공처짐 현상을 비롯 다양한 피부노화 신호에 주목한 지샌달은 펩타이드를 마이크로 스피큘에 부착한 특허 기술과 성분을 활용하여 제품을 개발했다. 일정 크기를 넘는 물질이 피부 장벽을 통과하기 어렵다는 '500 달톤(Dalton)'의 법칙에 따르면 일반적인 화장품 유효 성분의 피부 흡수율은 1~3%에 불과해 화장품으로 안티에이징 케어가 어렵다. 특히 모공 주변 피부가 힘을 잃으며 모공이 세로로 늘어나 연결돼 보이는 일명 빗살 모공은 마치 잔주름처럼 보여 피부의 노화를 도드라져 보이게 한다. 지샌달의 핵심 기술은 AQL 펩타이드 솔루션(AQL-peptide solution™)이다. 신체 재생을 돕고 콜라겐 합성을 유도하지만 분자량이 커 피부 깊숙이 흡수되기 어려운 펩타이드의 흡수율을 높이기 위해 마이크로 스피큘 캐리어와 결합한 특허성분을 활용했다. 해당 특허성분은 일반 펩타이드 시료 대비 흡수율을 6078%, 약 60배 이상 끌어올려준다. 여기에 한국의 자생식물 3종의 추출물과 글루타티온, 세라마이드NP 등을 더하고 지샌달만의 공법으로 유효성분들을 숙성 및 추출, 항산화효과를 최대화한 AQL 펩타이드 솔루션을 완성했다. 흡수된 펩타이드는 콜라겐과 엘라스틴 생성에 도움을 주어 모공개선, 리프팅효과, 눈가주름 개선에 도움을 주는 것이 임상실험을 통해 증명됐다. 지샌달 세라믹 슬릭 세럼은 4주 사용 후 총 모공 부피 최고 82.35%, 피부 리프팅 최고 15.42% 개선된 것으로 나타났으며 세라믹 슬릭 크림은 총 모공부피 최고 122.22%, 뺨 모공 수 최고 110%, 눈가 주름 개선 최고 52.87%, 피부 나이지수 최고 13.76% 개선 효과를 보였다. 특히 크림의 수분량은 사용직후 최고 137.5%, 사용 4주후 최고 87.5%의 개선효과를 기록했다. 지난 12월 28일부터 1월 4일까지 진행된 1차 프리오더는 입고분이 전량 품절돼 종료되었으며 11일부터 입고되는 2차 입고분에 대해 18일까지 전 제품 15% 할인된다. 세트 구매 시 세트상자와 쇼핑백도 무상 증정된다. 허정아 지샌달 브랜드 리더는 “지샌달은 동양적인 아름다움에 현대의 기술력을 바탕으로 에이징케어를 제안하는 브랜드로, 흡수율을 높여 화장품으로 케어가 어려웠던 피부 노화 및 모공 케어에 솔루션을 제공할 것”이라고 밝혔다.

2024.01.11 08:50안희정

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