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롯데칠성, '2% 부족할 때' 새 얼굴 안효섭·김민주 발탁

롯데칠성음료가 24일 '2% 부족할 때'의 새 광고 모델로 배우 안효섭과 김민주를 발탁하고 새로운 광고 캠페인을 공개했다. 2030세대를 핵심 타깃으로 한 이번 캠페인은 넷플릭스 글로벌 애니메이션 케이팝 데몬 헌터스 주인공 '진우' 역을 맡은 안효섭과, 그룹 아이즈원 활동 이후 배우로 활동을 이어가고 있는 김민주가 함께했다. 특히 과거 화제를 모았던 광고 음악 '사랑은 언제나 목마르다'를 두 모델의 목소리로 리메이크해 젊은 세대의 감성에 맞춘 것이 특징이다. 본편 광고는 TV와 온라인을 통해 공개됐으며, 티저 영상은 앞서 롯데칠성 공식 유튜브와 인스타그램에서 선공개됐다. 롯데칠성음료 관계자는 “출시 이후 꾸준히 사랑받아온 '2% 부족할 때'의 감성을 새롭게 해석해 소비자와 소통하고자 했다”며 “앞으로도 온·오프라인에서 다양한 활동을 통해 '물투명 니어워터'의 매력을 알리겠다”고 말했다. 한편, 롯데칠성은 최근 제로 칼로리로 리뉴얼한 '2% 부족할 때 복숭아'를 출시했으며, 아르기닌과 비타민B군이 함유된 신제품 '바이탈 레몬라임'도 선보였다.

2025.09.24 17:03류승현

"우주 쓰레기, 이온 엔진 배기가스로 쓸어버린다" [우주로 간다]

지구 저궤도에 쌓여 있는 1만4천 개 가량의 우주 쓰레기를 밀어내는 새로운 방법이 제안됐다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 최근 보도했다. 현재 궤도에는 너트나 볼트 같은 작은 파편부터 로켓 추진체, 버려진 위성까지 다양한 우주 쓰레기가 떠다니고 있다. 이런 우주 쓰레기는 국제우주정거장(ISS)과 위성에 심각한 위협이 되고 있다. 실제로 ISS는 총알보다 빠른 속도로 날아오는 파편을 피하기 위해 정기적으로 회피 기동을 수행하고 있다. 과학자들은 우주 쓰레기 문제를 해결하기 위해 로봇 팔이나 그물 등으로 포획하는 방안을 연구해왔다. 하지만, 우주 쓰레기가 불규칙하게 회전하기 때문에 우주선이 휘말릴 위험이 크다는 문제가 있었다. 이에 따라 우주 쓰레기와 직접 접촉하지 않는 비접촉 방식이 더 안전할 것으로 전망된다. 이에 우주선 이온 엔진의 배기가스를 이용해 우주 쓰레기를 밀어내 궤도에서 이탈시키는 방법이 제시되기도 했다. 하지만 이온 엔진은 우주선을 전진시키도록 설계돼 있어 엔진의 플라즈마 배기가스를 발사하면 위성이 오히려 쓰레기에서 멀어지는 문제가 있었다. 양방향 플라즈마 추력기 개발 일본 도호쿠 대학교 연구진은 이에 대한 해법을 내놨다. 위성에 서로 반대 방향을 향하는 두 개의 배기구를 장착하는 방식을 제안했다. 이렇게 하면 양쪽에서 나온 추진력이 서로 상쇄돼 위성은 궤도를 유지한 채 우주 쓰레기를 제거할 수 있다. 이번 연구 결과는 지난 달 말 국제학술지 사이언티픽 리포트에 발표됐다. 도호쿠 대학 카즈노리 타카하시는 이 시스템을 '양방향 플라즈마 방출형 무전극 플라즈마 추진기'라고 이름 붙였다. 일반적인 이온 엔진은 비활성 기체를 이온화해 플라즈마를 만든 뒤 전자기장으로 가속해 추진력을 얻는다. 반면 다카하시의 시스템은 플라즈마가 자기장 선을 따라 양쪽으로 흘러 양방향 방출이 가능하다. 더 강한 추진력 위한 '자기 커프스 장착' 현재 이온 엔진의 추력은 화학 로켓에 비해 작은 상태다. 예를 들어 지름 1m, 질량 1톤의 우주 쓰레기를 100일 안에 궤도에서 이탈시키려면 30밀리뉴턴(mN)의 추력을 지속적으로 가해야 한다. 이는 일본항공우주국(JAXA)의 소행성 류구 탐사선 하야부사2에 탑재된 이온 엔진의 추력보다도 강하다. 하야부사2는 태양 전지판에서 생산된 300~500와트(W)의 전력으로 10mN의 추력을 달성했다. 다카하시의 양방향 시스템은 훨씬 더 많은 전력을 소모해야 하며, “최소 수 킬로와트(kW) 정도는 돼야 한다"고 연구진은 밝혔다. 그는 시스템의 출력을 높이기 위해 일종의 '자기 빨대' 역할을 하는 '자기 커스프(magnetic cusp)'를 도입했다. 이 구조는 플라즈마가 벽에 닿지 않도록 유도해 손실을 줄이고 더 많은 플라즈마를 원하는 방향으로 내보낼 수 있다. 그는 "커스프의 특정 형태가 플라즈마를 벽으로부터 기하학적으로 분리하여 플라즈마 손실을 줄여준다"고 말했다. 실제 우주 환경을 모방한 대형 진공관 실험에서 “이 구조를 통해 25mN의 출력을 달성해 이전 실험보다 3배나 높은 출력을 달성했다”고 밝혔다.

2025.09.19 15:37이정현

대형가속기 임대 50년으로 통일…사용·임대료 감면은 최대 100% 가능

대형가속기 구축 및 지원을 위한 정책 추진 기반이 확보됐다. 사용료나 임대료 감면도 100%까지 가능해졌다. 과학기술정보통신부는 대형가속기 구축 및 지원에 관한 법률 시행령(이하 '대형가속기법 시행령') 제정안이 9일 국무회의를 통과, 오는 19일부터 시행에 들어간다고 밝혔다. 대형가속기 구축 및 지원에 관한 법률은 지난 3월 11일 기초과학과 신소재, 반도체, 신약 개발 등 응용과학의 핵심기반인 대형가속기의 원활한 구축과 지원을 위해 국유·공유재산의 사용 등에 관한 특례, 전문인력 양성에 필요한 사업의 추진근거 등을 규정하는 내용으로 제정됐다. 국·공유지의 사용료 및 대부료 감면은 최대 50년 주기로 국내 모든 가속기의 대부 갱신이 가능해졌다. 또 대부한 국·공유지 위에 영구시설물을 축조하도록 했다. 국가 또는 지방자치단체가 소유한 토지나 시설의 사용료·대부료 감면율은 100% 범위 내에서 정하도록 했다. 현재 다목적 방사광가속기는 충북 오창, 양성자 가속기는 경주, 중이온 가속기는 대전에 들어설 예정이다. 이와함께 안정적인 대형가속기 구축 및 지원을 위한 정책 추진 기반도 마련됐다. 이 법률안에 따르면 국가는 대형가속기에 대한 종합적인 시책을 수립·시행해야 한다. 또 시행령에 과기정통부 장관은 이를 위한 실태조사를 실시할 수 있다고 규정했다. 국가와 지방자치단체는 대형가속기 운영기관 등에 출연할 수 있도록 법으로 규정했다. 대형가속기 운영기관등은 그 출연금을 대형가속기 구축 및 지원사업의 용도로만 사용해야 하고, 국가 또는 지방자치단체는 용도 외 목적으로 사용한 출연금을 회수할 수 있도록 시행령으로 규정했다. 국가와 지방자치단체는 또 전문인력 양성·관리 등에 관한 시책을 수립·추진해야 한다. 또 과기정통부 장관은 전문인력 양성기관을 지정 및 비용을 지원(출연)할 수 있다고 법률로 규정돼 있다. 시행령에는 전문인력 양성기관으로 지정을 받으려는 경우, 적절한 교육과정이나 교육 시설, 전문교수요원, 경비 조달계획 등을 갖춰 과기정통부장관에게 지정신청을 해야한다는 문구를 담았다. 과기정통부는 대형가속기별 부지의 활용근거 법령이 서로 다르고, 대부기간도 제작각이어서 이를 50년 장기대부가 가능하도록 일원화하고, 대형가속기 분야에 대한 종합시책 수립, 출연, 전문인력 양성 지원 등을 규정해 정책 추진 기반을 구축했다고 부연설명했다. 배경훈 장관은 “대형가속기는 우리나라 기초연구 및 첨단 과학기술 개발의 혁신을 가속화하는 핵심 대형연구시설”이라며, “현재 구축·운영 중인 대형가속기 현황을 면밀히 점검하는 한편, 구축·운영 효율성을 제고하도록 최선을 다할 것"이라고 밝혔다.

2025.09.09 17:45박희범

K배터리, LMR로 재충전 목표…정부도 300억 투입

배터리 업계가 차세대 중저가 제품으로 '리튬망간리치(LMR)' 개발을 추진 중인 가운데, 정부도 LMR 배터리 기술 개발에 300억원 가량을 투자할 전망이다. 현재 중저가 배터리 시장은 리튬인산철(LFP) 수요가 강력하다. 우리나라 기업들은 삼원계 배터리 중심으로 성장해왔지만, LFP 수요 급증을 예상치 못해 이 수요를 중국 기업들에 내준 상황이다. LMR은 이런 LFP를 대체할 제품으로 주목을 받는다. 삼원계 배터리 생산 거점을 그대로 활용하면서도 LFP보다 에너지 밀도가 높고, 재활용 시 가격 경쟁에서도 승산이 있다는 평가다. 정부도 이런 상황을 감안해 LMR을 비롯한 중저가 배터리 기술개발을 다각도로 지원, 우리나라 기업들의 입지 회복을 지원한다는 계획이다. 2일 산업통상자원부에 따르면 내년 신규 R&D 사업으로 '하이망간 리튬이온이차전지 핵심 소재 및 셀 제조 기술 개발'이 편성됐다. 산업부 관계자는 “내년 예산 50억원을 포함해 4~5개년 사업으로 총 300억원 가량을 편성할 계획”이라고 설명했다. 신규 사업을 포함한 부처 예산안은 오는 3일 국회에 제출돼 상임위원회와 예산결산특별위원회 심사를 거쳐 연말 본회의를 통해 최종 확정될 예정이다. 고성능 LFP 배터리와 나트륨 배터리 외 중저가 배터리 기술개발 지원 사업이 추가된 것이다. 사업별 규모는 비슷한 편이다. 고성능 LFP 배터리 사업은 지난 2023년부터 4년간 233억원, 나트륨 배터리 사업은 작년부터 4년간 282억원 규모로 추진되고 있다. 산업부 관계자는 "전기차 수요를 이끌어내야 하는 반면 캐즘을 해소할 저가 전기차와 배터리는 부족한 상황과 더불어 LMR은 우리 산업계가 기술력을 가진 NCM 계열이란 점도 감안했다"고 덧붙였다. LMR 배터리 기반 전기차 시장은 2028년 이후 점차 개화할 전망이다. GM은 LG에너지솔루션과 함께 LMR 배터리를 개발해 2027년 시범 양산, 2028년 본격 양산해 전기트럭과 SUV 등에 탑재하겠다고 밝힌 바 있다. 이 기업들과 협력 중인 포스코퓨처엠도 지난 5월 LMR 배터리용 양극재 개발을 마쳤다고 밝혔다. 다만 LMR 배터리 상용화를 위한 기술 과제들은 아직 남아 있다. 첫 충전 시 용량 저하, 충방전 반복 시 출력 전압이 저하되는 현상, 양극재에서 망간이 용출되는 현상 등이 지목된다.

2025.09.02 16:03김윤희

스탠다드에너지, 기후국제박람회서 리벨리온 AI 서버 연계 ESS 소개

스탠다드에너지는 부산 해운대구 벡스코(BEXCO)에서 27일부터 3일간 열리는 '2025 기후산업국제박람회'에 참가한다고 26일 밝혔다. 특히 이번 박람회는 산업통산자원부와 국제에너지기구(IEA), 세계은행(WB)이 공동 개최한다. 행사기간 동안 제15차 APEC 에너지장관회의, 제16차 청정에너지장관회의, 제10차 미션이노베이션장관회의 등 권위 있는 에너지 장관회의가 동시 진행된다. 이번 전시회에서 스탠다드에너지는 인공지능(AI) 전력 인프라의 효율성과 안정성을 높일 수 있는 솔루션을 제시한다. 리벨리온의 '아톰' 칩이 탑재된 NPU AI 서버랙과, '아톰'의 성능을 극대화하는 스탠다드에너지의 바나듐이온배터리(VIB) 에너지저장장치(ESS)를 연동한 AI 전력 솔루션 실물이 전시된다. 상반기 실증 테스트에서는 이용자의 AI 추론 요청에 수십 ms초 이내로 빠르게 반응하는 리벨리온의 AI 서버랙이 AI 추론 작업으로 고출력 전력 사용량이 급격히 증가할 때 초속응성과 고출력 특성을 가진 스탠다드에너지의 VIB ESS가 신속한 전력 보조로 AI 서버랙의 전력 부담을 감소시켰다고 밝혔다. 지하철 역사 피크저감용 ESS, 전기차 초급속 충전기 출력보조용 ESS, 그리드포밍 ESS 등 과거 VIB 설치·운용 사례도 함께 전시된다. 실외용 컨테이너형 ESS와 실내용 모듈형 ESS 모형도 소개된다. 회사는 올 하반기 일본 교토에 MK택시와 함께 설치 예정인 초급속 전기차 출력 보조 ESS 실증 시설을 공개할 예정이다. 김부기 스탠다드에너지 대표는 “기후위기 대응은 단지 에너지 사용을 절감하는 것을 넘어, AI와 같은 인류의 발전된 삶을 지탱할 수 있는 에너지 구조를 유지하면서 온실가스를 감축할 수 있는 것이 돼야 한다”면서 “이를 위해 ESS는 중요한 기후산업이자 동시에 기후산업을 위한 핵심 인프라가 될 것”이라고 언급했다. 아울러 “이번 기후산업국제박람회를 통해 기후위기와 AI 시대의 에너지 문제를 동시에 해결할 수 있는 솔루션으로서 VIB를 소개할 것”이라고 포부를 밝혔다.

2025.08.26 09:46김윤희

"전기차 배터리, 리튬 20%만 쓰고 폐기"…재활용 대책은

호주 연구진이 폐기된 리튬이온배터리에 여전히 많은 전력이 남아 있다는 사실을 발견했다고 과학전문매체 라이브사이언스가 최근 보도했다. 호주 에디스 코완대학(ECU) 연구진에 따르면, 전기차에 사용되는 리튬이온배터리는 용량 20% 가량만 사용한 뒤 폐기되는 것으로 나타났다. 전기차용 리튬이온배터리는 성능이 80% 이하로 떨어지면 교체 대상이 되기 때문이다. 교체 대상 배터리는 전기차를 움직이기에는 부족하지만 용량 약 80%를 그대로 유지하고 있는 셈이다. ECU 연구진은 리튬 채굴 방식과 버려진 배터리에서 리튬을 추출하는 방식을 비교한 연구 논문을 발표했다. 연구 결과에 따르면, 채굴하는 방식과 비교했을 때 폐 배터리를 재활용할 경우 탄소 배출량은 61%, 에너지 사용량은 83%, 물 사용량이 79% 감소하는 것으로 조사됐다. 연구진은 버려진 배터리를 재활용해 일자리 창출 및 폐기물 감소와 같은 사회적, 경제적 이점을 가져올 수 있다고 제안했다. ECU 박사후 연구원이자 해당 연구 주저자인 아사드 알리는 "폐 배터리를 재활용하면 이미 순도 99%에 가깝게 정제되어 남아 있는 리튬에 접근할 수 있을 뿐만 아니라, 배터리에서 니켈과 코발트도 회수할 수 있다"고 밝혔다. 연구진들은 많은 배터리가 사용되지 않고 방치되어 있으며, 이 폐기물이 계속 늘어날 것이라고 지적했다. 전 세계 리튬 이온 배터리 시장은 매년 13%씩 성장할 것으로 예상되며, 2026년까지 리튬 수요는 약 1천600㏏(킬로톤)에 달할 것으로 예상된다. 호주 정부 보고서에 따르면, 배터리 폐기물은 연간 13만 7천t(톤)에 달할 것으로 예상된다. 아사디 알리는 "채굴은 리튬 1t당 최대 37%의 이산화탄소를 배출한다. 재활용 공정은 채굴보다 탄소 배출량을 최대 61% 줄이고, 에너지는 83%, 용수는 79% 적게 사용한다"고 설명했다. 리튬이온배터리를 재활용하는 이점은 분명하나 연구진은 이를 위해 몇 가지 해결해야 할 과제가 있다고 강조했다. "혁신 속도가 정책 개발 속도를 크게 앞지르고 있으며, 배터리의 화학적 구성도 끊임없이 변화하기 때문에 배터리 재활용이 더욱 복잡해지고 있다"는 게 연구진의 설명이다. 하지만, 폐배터리 재활용은 수익성 있는 옵션처럼 보이며, 현재 세계 여러 곳에서 해당 기술을 적극적으로 개발하고 있다. 벨기에 배터리업체 유미코어(Umicore)와 미국 레드우드 머티리얼즈(Redwood Materials) 같은 기업들은 이미 전기차 배터리 재활용 기술을 선도하고 있으며, CATL 같은 중국 업체들은 중국에 재활용 공장을 건설하여 새 배터리용 소재를 재활용하고 있다.

2025.08.21 16:14이정현

"물, 생명체 존재의 필수 요소 아니다"

물은 지구 생명체에 필수적이다. 때문에 우리는 다른 행성의 거주 가능성을 판단하는 데 물이 존재하는 지를 가장 먼저 따져왔다. 하지만, 일부 행성에서는 생명체가 존재하는데 물이 필요하지 않을 수 있다는 연구 결과가 나왔다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 최근 보도했다. 미국 매사추세츠 공과대학(MIT) 연구진은 국제학술지 미국국립과학원회보(PNAS)에 관련 연구 결과를 발표했다. MIT 연구진은 실험실 실험을 통해 섭씨 100도 이하에서 액체 상태로 존재하는 염류인 '이온성 액체'가 일부 암석 행성과 위성 표면에 있을 것으로 예상되는 화학 성분으로부터 쉽게 형성될 수 있다는 것을 발견했다. 연구진은 황산과 특정 질소 함유 유기 화합물의 혼합물이 이런 액체를 생성한다는 것을 알아냈다. 암석 행성에서는 황산이 화산 활동의 부산물로 생성될 수 있으며, 질소 함유 화합물은 태양계의 여러 소행성과 행성에서 이미 탐지됐기 때문에 이는 다른 행성에서도 존재할 수 있음을 시사한다. 이온성 액체는 증기압이 매우 낮아 증발하지 않는다. 때문에 액체 물이 견딜 수 있는 것보다 더 높은 온도와 더 낮은 압력에서도 형성되고 유지될 수 있다. 연구진은 이온성 액체가 유체 내에서 안정적으로 유지될 수 있는 특정 단백질과 같은 일부 생체 분자에게 적합한 환경이 될 수 있다고 지적했다. 또, 너무 따뜻하거나 기압이 너무 낮아 액체 상태의 물을 지탱할 수 없는 행성에서도 이온성 액체가 존재할 수 있고 이온성 액체가 있는 곳에 생명체가 존재할 가능성이 있지만, 지구의 물 기반 생명체와 유사한 생명체는 아닐 가능성이 높다고 설명했다. 해당 연구를 이끈 MIT 연구원 라차나 아그라왈은 "우리는 물이 지구 생명체에 필요하기 때문에 생명체에 필수적이라고 생각한다. 하지만 더 일반적인 정의를 살펴보면, 생명체에 필요한 것은 신진대사가 일어날 수 있는 액체라는 것을 알 수 있다”고 성명을 통해 밝혔다. 또, "이온성 액체를 가능성에 포함시키면 모든 암석 행성의 거주 가능 영역이 획기적으로 증가할 수 있다"고 덧붙였다. 이번 발견은 우연한 발견으로부터 시작됐다. 당초 연구팀은 금성에서의 생명체 흔적을 조사하기 위해 금성 구름에서 황산을 수집하고 증발시키는 방법을 찾고자 했다. 하지만 증발 실험을 진행하면서 액체층이 항상 남아 있다는 것을 발견했고 이 층이 황산과 글리신이 반응하여 형성된 이온성 액체라는 것을 알아냈다. "여기서 우리는 이것이 무엇을 의미하는지 상상의 나래를 펼쳤다"며, "황산은 지구 화산에서 발견되고, 유기 화합물은 소행성과 다른 천체에서 발견된다. 우리는 이온성 액체가 외계 행성에서 자연적으로 형성되고 존재할 수 있을지 궁금해졌다"고 밝혔다. 해당 논문 공동저자 사라 시거 MIT 교수는 "우리는 새로운 연구의 판도라 상자를 열었다"며 향후 더 많은 연구가 필요하다고 밝혔다.

2025.08.17 10:00이정현

리튬이온 배터리 수명 30% 개선은 했는데…

급속 가열로 하이니켈 양극재 수명 늘렸다 - 새로운 소결 공정으로 비정상 입자 성장 억제된 고효율 양극재 제조 리튬이온 배터리의 수명을 30퍼센트 가량 개선할 수 있는 기술이 개발됐다. 다만, 이를 적용하기 위해서는 대량화 기술 개발이 선행되어야 하는 한계가 있다. 한국연구재단은 울산과학기술원(UNIST) 이현욱 교수 연구팀이 한미 공동으로 급속 줄 가열(rapid Joule heating) 기술을 기반으로 한 새로운 소결 공정을 제안, 리튬이온 배터리 수명과 율속(가장 느린반응) 특성을 향상시키는 데 성공했다고 11일 밝혔다. 연구에는 IBS 로드니 루오프(Rodney Ruoff) 교수와 성원경 박사, 강원대학교 진성환 교수, 미국 UCLA 위장 리(Yuzhang Li) 교수 연구팀이 참여했다. 이현욱 교수는 "급속 줄 가열 방식은 대량화가 어렵다. 대량화 기술이 발견되면 상용화에 적용 가능할 것"이라며 "리튬 분야는 대기업이 모두 장악하고 있는 분야고, 이 이외 분야에서 기술이전을 검토중인 품목이 있다"고 설명했다. 급속 줄 가열 기술은 전기를 흘려 재료 자체를 순식간에 고온으로 가열, 배터리 소재를 신속히 조밀하게 만들면서도 입자 성장을 억제할 수 있는 기술이다. 이 교수는 "하이니켈 양극재는 대표적인 상용 배터리 소재로 고용량과 고에너지 밀도를 구현할 수 있어 전기차, 고속 충전 전지 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다"며 "다만, 열 안정성이 낮아, 고온 소결 과정에서 구조적·형상적 열화가 발생하기 쉽다는 문제가 있다"고 부연설명했다. 연구팀은 수초 새 고온에 도달할 수 있는 급속 줄 가열 시스템을 도입했다. 소결 공정 중 지배적인 확산 메커니즘을 전환하는 방식을 활용했다. 연구팀은 입자들이 치밀하게 응집(densification)되도록 유도, 비정상적인 입자 성장과 기공 잔존 현상을 억제했다. 그 결과, 전지 수명과 기계적 안정성 모두를 30퍼센터 가량 향상시키는데 성공했다. 이현욱 교수는 “단순한 열처리 조건의 변경을 넘어, 양극 소재의 소결 거동 전반에 대한 원리적 접근과 실증적 검증을 함께 수행했다는 데에 차별성이 있다”고 말했다. 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 원천기술 국제협력개발사업(이차전지 국제공동연구)의 지원으로 수행됐다. 연구결과는 국제학술지 어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)에 온라인(8월 4일)으로 게재됐다.

2025.08.11 12:00박희범

우주 최초의 분자, 실험실서 재현했다

과학자들이 우주 최초의 분자 형성 과정을 재현해 우주 초기 별 형성 과정의 비밀을 밝혀냈다고 라이브사이언스, 기즈모도 등 외신들이 4일(현지시간) 보도했다. 보도에 따르면, 독일 막스 플랑크-하이델베르크 핵물리학 연구소 연구진들은 세계 최초로 우주 초기 조건을 모방해 우주 최초의 분자를 재현했다. 해당 연구 결과는 지난 달 말 천문학 및 천체물리학 저널에 실렸다. 지금으로부터 138억 년 전 빅뱅 직후, 우주는 높은 온도에 노출되어 있다가 온도가 급격히 낮아지면서 수소와 헬륨이 최초의 원소로 형성된 것으로 알려져 있다. 이후 우주에서 최초의 별이 탄생하기까지 수억 년이 더 걸렸는데, 과학자들은 우주에서 별이 생겨나게 된 과정을 오랫동안 연구해왔다. 원시 별이 스스로 에너지를 만들 수 있는 핵융합을 시작하려면, 그 안의 원자와 분자들이 서로 충돌해 열을 방출해야 한다. 이 과정은 1만 도 이하의 온도에서는 거의 효과가 없다고 그 동안 알려져 왔었다. 연구진은 우주 최초의 분자인 '수소화 헬륨(helium hydride)'을 실험실에서 재현했다. 연구진은 영하 267도에서 최대 60초 동안 이온을 저장하고 냉각시키며 수소화 헬륨과 중수소(deuterium) 사이의 충돌을 재현하는 실험을 진행했다. 이는 별에서 핵융합을 시작하는 것과 유사한 과정으로 이 충돌이 입자의 온도에 따라 어떻게 달라지는 지를 연구했다. 이를 통해 온도가 낮아져도 입자의 반응 속도가 일정하게 유지된다는 것을 발견했다. 이는 이전에 알고 있던 것과는 상반되는 결과다. 이번 실험으로 우주 최초의 분자인 헬륨 수소화물 이온(HeH+)이 낮은 온도에서도 이 과정을 지속할 수 있으며, 이 분자가 초기 우주에서 별 형성에 필수적인 요소일 가능성이 있다는 것을 시사한다고 외신들은 전했다. 홀거 크레겔 독일 막스 플랑크 핵물리학 연구소 연구원은 "이전 이론에서는 낮은 온도에서 반응 확률이 크게 감소한다고 예측했으나 이번 실험과 이론적 계산을 통해 이를 확인할 수 없었다"며, "이온과 다른 원자 사이의 반응은 이전에 생각했던 것보다 초기 우주의 화학 반응에 훨씬 더 중요했던 것으로 보인다"고 밝혔다.

2025.08.05 17:05이정현

쿠팡이츠, 배달파트너에 폭염 대응 물품 제공

쿠팡이츠서비스(CES)가 여름철 온열질환 예방을 위한 '찾아가는 폭염 대응 캠페인'을 시작했다고 30일 밝혔다. 이번 캠페인은 지난 29일 경기도 성남시에서 시작됐으며, 8월까지 인천 남동구(31일), 서울 강남구(8일), 금천구(13일)에서 순차적으로 진행된다. 이번 캠페인은 CES가 지자체 및 공공기관과 협력해 배달파트너를 직접 찾아가 온열질환 대응 물품을 무상으로 지원하는 형태다. 성남시 행사에는 고용노동부 성남지청, 한국교통안전공단, 플랫폼노동공제회 등이 참여했다. 현장에 방문한 배달파트너에게는 생수·이온음료는 물론 헬멧·쿨토시·휴대용 선풍기 등 안전용품이 제공된다. 성남 행사에서는 약 200명의 배달파트너에게 헬멧과 쿨토시를 지급했다. CES는 쉼터 물품 지원, 전국 생수 쿠폰 지급, 이륜차 무상점검 등도 병행 중이다. 전국 28곳에 마련된 배달 쉼터에는 생수와 음료 등이 구비돼 있으며, 쉼터 위치는 앱 내 공지로 안내하고 있다. 쿠팡이츠서비스 관계자는 “혹서기에도 안전하게 일할 수 있도록 폭염 대응 캠페인을 강화하고 있다”며 “전국 배달파트너의 건강과 안전을 위한 지원을 지속하겠다”고 말했다.

2025.07.30 11:34류승현

지하철 회생 제동으로 전력 절약…스탠다드에너지 'VIB' 실증 착수

바나듐이온배터리(VIB) 전문 기업 스탠다드에너지는 대전 유성구 소재 대전도시철도 1호선 구암역에서 VIB 에너지저장장치(ESS)를 활용한 도시철도 역사 전력 이용 효율화 실증 사업을 시작했다고 29일 밝혔다. 스탠다드에너지와 대전교통공사는 설치된 VIB ESS를 요금단가가 낮은 경부하 시간대에 전기를 충전하고, 주간 최대 부하 시간에 방전하는 피크 저감으로 전력 이용 효율을 높일 수 있도록 운영할 계획이다. 이번 사업은 대전광역시와 대전테크노파크가 주관하는 '공공 수요 기반 문제해결형 실증지원사업'의 일환으로 추진된다. 지난해 6월 대전교통공사와 스탠다드에너지는 이를 위한 업무협약을 체결했다. 이번 실증 사업에서 대전교통공사는 실증 대상 역사와 관련 부지를 제공하고, 스탠다드에너지는 VIB ESS 설치 및 운영을 담당한다. 도시철도는 열차 운행 외에도 공조, 냉난방 등 다양한 설비를 운영해 전력 저감 및 효율화는 기후위기 대응뿐만 아니라 공공 부문 비용 절감에도 기여한다. 2023년 기준 전국 도시철도 운영기관이 사용한 전력량은 총 2천501GWh로 원자력 발전소 1기의 용량에 버금가는 수준이다. 이에 양사는 전동차의 제동 시 회생에너지를 저장, 활용하는 것에 주목했다. 이는 전동차 사용 전기량의 50%에 이른다. 다수의 유동 인구가 오가는 도시철도 역 특성상 ESS의 안전성과 고출력 성능도 중요하다. 특히 전동차 회생 제동을 사용할 경우 일시에 10~30초간 발생하는 직류 약 1천600V의 전력을 저장해야 한다. 이런 점에서 VIB가 채택됐다고 강조했다. 스탠다드에너지와 대전교통공사는 이번 실증 사업을 시작으로 VIB ESS를 도시철도의 다양한 전력 저감 방식에 적용하는 것을 추진해나갈 계획이다. UAM, 트램 등 향후 도입 가능성이 있는 다양한 교통수단의 충전 시스템에 VIB ESS와 도시철도 역사를 활용한 충전 인프라 구축 등에서 협력한다. 연규양 대전교통공사 사장은 “지역기업의 에너지 혁신 기술을 도시철도에 적용하게 되어 뜻깊다”며 “앞으로도 에너지 전환 시대에 맞춰 친환경 기술을 적극 도입해 도시철도의 안정성과 경쟁력을 지속적으로 높여 나가겠다”고 밝혔다. 김부기 스탠다드에너지 대표는 “VIB ESS의 높은 안전성과 고성능에 대한 신뢰성을 바탕으로 유동인구가 많은 대전 구암역에 VIB ESS를 설치할 수 있었다”며 “이번 실증사업을 통해 도시철도의 전력 사용 저감 및 효율 제고를 위한 중요한 계기가 될 수 있을 것으로 확신한다”고 밝혔다.

2025.07.29 13:17김윤희

스탠다드에너지, 산업부 장관상 수상…바나듐 배터리 UPS·ESS 제안

바나듐 이온 배터리(VIB) 전문 기업 스탠다드에너지가 한국전력공사의 에너지저장장치(ESS) 제어 기술을 활용한 무정전전원공급장치(UPS) ESS 사업 모델로 '에너지 신기술 사업화 대전'에서 산업통상자원부 장관상을 수상했다고 15일 밝혔다. 스탠다드에너지는 지난 11일 서울 중구 커뮤니티하우스 마실에서 개최된 2025년 KEPCO 에너지 신기술 사업화 대전 최종 경연 중 '유망기술 활용 BM 콘테스트'에 참여해 대상인 산업통상자원부 장관상을 수상했다. 스탠다드에너지는 한전이 보유한 특허 기술 가운데 '부하관리 및 무정전 전력공급 기능을 가지는 ESS의 제어방법 및 제어시스템'을 활용하는 사업모델을 제시했다. 해당 특허는 ESS가 전력망 또는 부하와의 관계에서 안정적이고 유연한 전력 공급이 가능하도록 하는 제어기술로서 특히 정전 등 상황 시 빠르게 대응할 수 있는 UPS 기능에 특화돼 있다. 스탠다드에너지는 한전의 UPS 관련 제어 기술을 VIB ESS에 도입해 UPS와 ESS가 결합된 'UES' 사업화를 추진해 나갈 계획이다. UPS가 요구하는 배터리의 안전성과 ESS가 요구하는 고출력, 장수명의 특성을 모두 갖춘 배터리로 VIB를 활용한다. 회사는 특히 대부분의 UPS가 지하실 등 실내에 설치되고 있다는 점에서, 화학 특성상 화재 우려가 필요 없는 VIB가 가장 큰 장점을 보여줄 수 있을 것으로 기대했다. 스탠다드에너지는 이번에 도출된 비즈니스 모델을 구체화하기 위해 대전 소재 스탠다드에너지 설비에 테스트 베드를 설치, 솔루션을 발전시킬 계획이다. 이를 위해 한전이 보유한 특허기술과 VIB 기술을 결합할 수 있도록 관련 논의를 진행 중이다. 기존 ESS 협력사들도 UES 솔루션에 대한 관심을 보이고 있어 UES 솔루션 실증을 협의 중이다. 김부기 스탠다드에너지 대표는 “한국전력공사와 협업을 통해 비즈니스 모델을 만들어가는 것은 에너지 산업의 새로운 상생모델이 될 것으로 기대가 크다”며 “VIB ESS가 가진 초고속 반응성, 고효율 등 장점을 더욱 강화해 다양한 분야에 적용해 나갈 것”이라고 포부를 밝혔다.

2025.07.15 14:12김윤희

리튬황배터리 난제 해결...지르코늄서 답 찾았다

리튬황배터리는 리튬이온배터리 대비 에너지 저장 용량이 5배를 넘는다. 그러나 리튬황은 충방전 과정에서 리튬 금속을 손상시키는 단점이 있다. 국내 연구진이 이 문제를 지르코늄 이온으로 해결했다. 전자적 접착력 조절이 키 포인트다. POSTECH(포항공과대학교)은 화학공학과·배터리공학과 김원배 교수와 화학공학과 지준혁 연구생(석박사통합과정) 연구팀이 전극 촉매의 '붙는 힘'을 원자 수준에서 정밀하게 조절해 리튬황배터리 성능과 수명을 획기적으로 개선하는 데 성공했다고 9일 밝혔다. 연구 결과는 소재·화학·나노 분야 국제 학술지인 '스몰(Small)' 최근호에 게재됐다. 리튬황배터리는 차세대 배터리 유력한 후보다. 값비싼 희귀 금속 대신 구하기 쉬운 황을 쓰기 때문이다. 제조비용도 낮아진다. 에너지 저장 용량은 기존 리튬이온 보다 5배 이상 크다. 그러나 이에는 치명적인 약점이 있다. 배터리 충·방전 과정에서 황과 리튬이 반응해 '리튬 폴리설파이드'가 생기는데, 이 물질이 전해질에 녹아 음극으로 이동하면서 리튬 금속을 손상시킨다. 김원배 교수는 "이를 '셔틀 효과(Shuttle Effect)'라고 하는데, 배터리 수명을 빠르게 줄이는 주요 원인"이라고 설명했다. 연구팀은 이 문제를 지르코늄으로 해결했다. 촉매 표면에 지르코늄 이온(Zr⁴+)을 원자 단위로 고르게 분산시키는 방식을 고안한 것. 고른 분산으로 폴리설파이드가 전극에 '적당히' 달라붙게 했다. 너무 강하게 붙으면 반응 속도가 느려지고, 너무 약하면 셔틀 효과가 발생하기 때문이다. 김원배 교수는 "컴퓨터 시뮬레이션 결과, 연구팀이 'd-밴드 이론'을 활용해 촉매 표면 전자 구조를 조절하는 방법으로 소량의 지르코늄 첨가만으로도 접착력이 적절히 낮아져 배터리 충·방전 과정이 원활하게 진행된다는 사실을 확인했다"고 부연 설명했다. 실험 결과 연구팀이 만든 전극은 일반적인 충전 속도로 1천회 이상 충·방전해도 초기 용량의 93% 이상을 유지했다. 고속 충전에서도 뛰어난 내구성을 보였다. 또한, 실제와 유사한 고밀도 황(4.6~5.4 mg/cm²)과 적은 전해질 황(8μL/mg) 조건에서도 높은 에너지 용량을 오래 유지했다. 김원배 교수는 "이번 연구는 배터리의 반응을 원자 수준에서 제어할 수 있음을 보여준 첫 사례"라며 "저비용·고용량 배터리 생산에 한 걸음 더 다가서 탄소중립 시대 에너지 저장 솔루션에 중요한 기여를 할 것"이라고 말했다. 한편, 이 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단의 선도연구센터(ERC), 과학기술정보통신부 중견연구사업, 산업통상자원부 배터리 특성화대학원 사업 지원을 받았다.

2025.07.09 09:04박희범

스탠다드에너지, AI 반도체 기업 '리벨리온'과 저전력 데이터센터 모델 개발

인공지능(AI) 반도체 스타트업 리벨리온과 에너지저장장치(ESS) 전문 스타트업 스탠다드에너지는 AI 데이터센터에 특화된 에너지 솔루션 공동 개발과 사업화를 추진하기 위한 전략적 협약을 체결했다고 18일 밝혔다. 양사는 고효율·저전력 AI 반도체와, 발화 위험성 없이 고출력이 가능한 바나듐이온 배터리(VIB)를 활용한 ESS로 AI 데이터센터 차세대 전력 모델을 선보일 예정이다. 리벨리온의 '아톰' 칩이 탑재된 NPU AI 서버랙과 스탠다드에너지의 VIB ESS를 전력망과 연동한 시스템을 구성해 기술과 안정성, 안전성을 검증해왔다. 데이터센터에는 정전에 대비한 무정전전원장치(UPS)가 설치된다. VIB ESS는 0.003초(3ms) 이내에 전력을 공급하는 점도 확인했다. 데이터센터에 설치된 기존 배터리는 화재 사고로 인해 확대가 어려웠으나 VIB ESS는 물 기반 전해액을 사용해 화재 위험을 원천적으로 차단, 실내와 도심, 위험 시설 등에 설치될 정도로 안전하다는 설명이다. 리벨리온의 저전력 AI 반도체와 VIB ESS를 함께 사용해 AI 인프라의 피크 전력을 줄이고, 전력 요금 시간차를 반영한 운영 효율화로 전기요금 절감 효과도 기대할 수 있다고 덧붙였다. 양사는 이번 AI 전력 인프라 솔루션의 국내외 실증과 전력 시스템 표준 마련도 추진한다. 공동 개발한 AI 전력 인프라 솔루션의 공동 브랜드 출시 및 사업화, 기술과 인적자원 교류로 글로벌 AI 프로젝트 공동 진출도 준비한다. 김부기 스탠다드에너지 대표는 “AI 기술의 눈부신 발전에도 AI 시대가 본격화하지 않는 것은 에너지 절약이 필요한 기후위기 상황에서 어떻게 AI 산업에 충분하고 안정적인 친환경 에너지를 공급할 수 있는가의 문제를 해결하지 못했기 때문”이라며, “이번 협력은 에너지 절감을 깊이 연구해 온 우리나라 스타트업 간의 협력을 통해 글로벌 AI 산업의 근본적인 문제에 혁신적인 솔루션을 제시하는 것”이라고 의미를 밝혔다. 박성현 리벨리온 대표는 “글로벌 AI 전력 인프라 업계에서 가장 주목하는 과제는 전력 효율성”이라며, “국가 AI 전력 인프라 경쟁력 강화는 소버린 AI의 핵심 과제인만큼, 스탠다드에너지와 지속가능하고 효율적인 AI 데이터센터 전력 모델을 확보해 나가겠다”고 밝혔다.

2025.06.18 09:16김윤희

LFP 이제 양산하는데...中, 소듐배터리 출시 예고에 韓 설왕설래

세계 최대 배터리 제조사인 중국 CATL이 리튬인산철(LFP)에 준하는 에너지 밀도의 소듐(나트륨)이온 배터리 출시를 예고하면서 업계 관심이 집중되고 있다. 소듐이온 배터리는 판가도 LFP 대비 10~20% 낮게 형성될 것으로 관측된다. 화재 안전성, 저온 환경에서의 성능 보호도 우세하다. 장기적으로 중저가 전기차 배터리 시장에서도 승산이 있다는 전망이다. 현재 대세인 LFP 배터리 시장에 뒤늦게 진입하려는 국내 기업들에겐 또 다른 경쟁 변수로 평가된다. 국내 기업들은 빨라도 올해 말에야 전기차용 LFP 배터리를 공급할 계획이다. 수 년을 투자해 LFP 배터리 양산을 준비해왔는데, 시장 흐름이 다시 소듐이온 배터리로 급변할 가능성이 대두된 것이다. 30일 업계에선 이와 관련 다양한 의견이 제기되고 있다. "전기차 시장 경쟁력 충분"vs"LFP 성능 우세 이어질 것" 우선 CATL의 신제품을 시작으로, 소듐이온 배터리가 저가 전기차 시장에 보급될 것이란 관측이 나왔다. 배터리 업계 전문가는 “소듐이온 배터리로 CATL이 발표한 kg당 175Wh 정도의 에너지 밀도 구현은 충분히 가능하다고 봤기 때문에 내용에 과장은 없어 보인다”며 “저가 전기차용 배터리 시장에선 충분히 LFP의 경쟁 상대가 될 것”이라고 평가했다. 새로운 형태의 배터리가 등장하는 것인 만큼 소재 공급망의 안정성도 관건이다. 이에 대해서도 중국 내에선 충분히 준비가 됐을 것으로 분석했다. 이 관계자는 “중국 내에선 이미 CATL뿐 아니라 ESS, 전기차 등에 소듐이온 배터리를 접목한 사례가 있다”며 “중국 내로 한정해서 본다면 양극재, 음극재, 전해질 등 필요한 소재 공급망도 갖춰져 있는 상황”이라고 분석했다. 전기차 시장은 현재 초기 보급 단계를 지나 가격 경쟁력을 중심으로 경쟁하는 구도다. 전기차 OEM들이 특히 개발도상국 시장을 염두해 가격이 저렴한 소듐이온 배터리에 주목할 것이란 전망도 나온다. 배터리 업계 관계자는 “브랜드 가치 보호를 고려하는 OEM이라면 가성비 대명사인 소듐 배터리 탑재 차량만을 내세우긴 어려울 것”이라고 예상했다. 최근 국내에서 화재가 발생한 벤츠 전기차 배터리가 비주류 업체인 파라시스로 밝혀져 여론 역풍에 부딪힌 점을 거론했다. 향후 배터리 제조사와 성능이 전기차의 브랜드 가치를 상당히 좌우할 것이란 관점이다. 그러면서 “저가 모델을 요구하는 인도, 파키스탄, 방글라데시 등 시장에선 주행거리가 다소 부족하더라도 가격을 더 낮출 수 있는 소듐이온 배터리 기반 전기차 수요가 활성화될 것”이라며 “장기적으로 배터리 조성에 따른 소구 대상도 세분화될 것”이라고 점쳤다. 소듐이온 배터리가 LFP 배터리만큼 폭넓게 보급되긴 어려울 것이란 의견도 있다. 배터리 수명이나 에너지 밀도 경쟁에서 열세 등이 한계로 꼽혔다. LFP 또한 기술 혁신이 지속되는 만큼 상대적인 성능 우위를 가져갈 것이란 전망이다. 업계 다른 전문가는 “소듐이온 배터리는 ESS나 초소형 EV 등 제한적인 사용처를 확보할 것”이라며, 성능 한계가 여전히 존재한다고 봤다. 이어 “소듐이 리튬이온 배터리 대비 전압이 낮아 상대적으로 안전하지만 화재 가능성이 0%는 아니다”라고 말했다. LFP 한참 늦은 韓, 소듐 배터리도 뒤쫓는 입장 국내 배터리 기업들도 소듐이온 배터리 연구개발(R&D)를 병행하고 있다. 다만 아직은 R&D 단계로, 상용화를 적극 추진하는 기업은 없다. 배터리셀 기업들이 양산을 계획하지 않고 있는 만큼 소재 단에서도 공급망이 사실상 부재한 상황이다. CATL의 소듐이온 배터리가 득세할 경우 결국 LFP 배터리 시장을 진입하는 우리나라 업계에 불리하게 작용할 수 있다는 지적이 나온다. 배터리 업계 전문가는 “소듐이온 배터리 에너지 밀도는 kg당 200Wh 선까지도 향상될 수 있을 것”이라며 “우리나라 기업들이 LFP도 발등에 불 떨어진 상황에서 준비하고 있는데 CATL이 한 발 앞서 소듐이온 배터리를 출시하게 됐다”고 우려했다. 지난 21일 CATL은 자체 행사 '테크데이'에서 2세대 소듐이온 배터리를 공개하고 전기트럭용 제품은 6월, 전기승용차용 제품은 12월께 출시한다고 밝혔다. 배터리 에너지 밀도는 kg당 175Wh로 밝혔다. 1회 충전 시 주행거리는 500km, 충전 지원 횟수는 1만회 이상이라고 소개했다. 특히 영하 40도에서도 사용 가능 전력의 90%를 유지하는 등 성능 저하가 미미했다. LFP 배터리의 경우 삼원계 배터리 대비 에너지 밀도가 낮은 편인데, 영하의 저온 환경에선 배터리 성능이 더욱 저하된다는 점이 한계로 지적돼왔다. 이와 달리 소듐이온 배터리는 혹한에서도 주행거리 확보 및 배터리 충전 측면에서 애로사항을 덜어낼 수 있다.

2025.04.30 10:25김윤희

CATL, 올해 '나트륨' 전기차 배터리 출시…"영하 40도서도 사용"

세계 최대 배터리 기업인 중국 CATL이 전기차용 나트륨 배터리 신제품을 올해 출시한다. 영하 40도의 저온 환경에서도 성능을 거의 유지하는 등 기존 리튬이온 배터리의 단점도 극복했다고 강조했다. CNEV포스트 등 외신에 따르면 21일(현지시간) CATL은 중국 상하이에서 개최한 '테크데이' 행사에서 나트륨(소듐)이온 배터리 '나스트라'를 공개하고 전기승용차용 제품과 전기트럭용 제품을 각각 오는 12월과 6월 출시할 계획이라고 발표했다. 전기승용차용 배터리의 에너지 밀도는 리튬인산철(LFP)와 유사한 수준인 kg당 175Wh로, 일반적인 나트륨이온 배터리의 성능 한계를 극복했다는 평가다. CATL이 지난 2021년 7월 출시한 1세대 나트륨이온 배터리의 경우 kg당 160Wh의 에너지 밀도를 지원했다. 1회 충전 시 주행거리는 500km로 1만회 이상 충전이 가능하다고 소개했다. 전기 트럭용 배터리는 수명 8년 이상에 총 수명 주기 비용을 61% 절감했다고 밝혔다. CATL은 나트륨이온 배터리가 영하 40도에서 상온 70도까지 환경에서 사용할 수 있다고 강조했다. 영하 40도에서도 사용 가능 전력의 90%를 유지하는 등 성능 저하가 거의 나타나지 않았다는 것이다. 배터리 잔량 10%일 때에도 영하 40도 환경에서 전력 저하가 크지 않았다고 했다. 이날 회사는 1회 충전 시 주행거리 800km까지 달리는 LFP 전기차 배터리 '쉔싱 수퍼패스트 차징' 2세대 제품도 공개했다. 쉔싱 2세대는 배터리 잔량 5%에서 80%까지 충전하기까지 15분이 소요된다. 영하 10도의 저온 환경에서도 이같은 성능을 유지한다. 초당 주행거리 2.5km를 충전하는 셈이다. 충전 속도는 12C, 충전 전력은 1.3MW까지 지원하는데 MW급 충전소 이용 시 5분 충전에 주행 거리를 520km까지 확보할 수 있다. 또한 저충전 상태에서도 에너지 출력 830kW를 유지한다고 밝혔다. CATL은 2023년 8월 1세대 쉔싱을 출시하고 1년 8개월만에 2세대 쉔싱을 출시했다. 1세대 쉔싱의 경우 충전 속도 4C를 지원하고, 10분 충전에 주행거리 400km를 확보할 수 있었다. 이날 CATL은 LFP와 니켈코발트망간(NCM) 배터리팩을 결합한 제품 '프리보이 듀얼 파워 배터리'도 선보였다. 이 제품은 배터리팩 하나는 일상 주행, 다른 하나는 장거리 주행 시 사용되는 식으로 작동한다. CATL은 이 배터리에 자체 형성(self-forming) 음극 기술을 접목해 에너지 밀도를 60% 높였고, 이에 따라 충전 당 주행거리 1천500km 이상을 지원할 수 있다고 소개했다. 충전 속도는 12C, 충전 전력 1MW 이상을 지원하며 배터리 잔량이 20% 수준으로 낮아져도 600kW 이상의 전력을 출력할 수 있다고 밝혔다. 프리보이 듀얼 파워 배터리 출시 시점은 밝히지 않았다.

2025.04.22 09:47김윤희

고체 내에서 액체처럼 흐르는 수소이온…수전해 실현되나

친환경 이차전지나 연료전지, 수전해 기술 실현 가능성이 한층 가까워졌다. 한-일 연구진이 수소를 음이온 상태로 만들어 액체저럼 빠르게 이동시키는 기술을 개발했다. 다만, 학술적인 가치는 큰 반면 산업 적용까지는 험난한 여정이 남았다. 광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 화학과 김상륜 교수(에너지융합대학원 겸임) 연구팀이 한국원자력연구원 및 일본 도쿄과학대학과 공동으로 고체 내 수소음이온의 전도 속도를 기존대비 1천 배 이상 높이는데 성공했다고 말했다. 이 연구는 기존의 리튬이온전지나 전고체전지와는 전혀 다른 방식의 에너지 이동 기술로, 수소음이온(H⁻)을 활용한 친환경 이차전지, 연료전지, 수전해 기술의 실현 가능성을 한층 끌어올렸다는 점에서 가치가 크다는 것이 연구를 책임진 김상륜 교수 얘기다. 연구진은 이 연구에서 분자성 착이온을 활용했다. 착이온은 중심 원자에 여러 개의 분자 또는 이온이 붙어 있는 구조를 말한다. 전하를 띤 다원자 이온이다. 연구에서는 BH4⁻ (수소화붕소 음이온)을 사용했다. 이를 페로브스카이트 구조의 결정 내에 수소음이온과 함께 배치한 것. 페로브스카이드 구조는 광석과 같은 결정구조다. 원자 수준에서 이들의 상호작용을 분석한 결과, 착이온의 고환원성(전자를 내주는 성질)에 의해 수소음이온이 안정화될 뿐 아니라, 착이온의 정전기적 상호작용이 약한 영역에서는 낮은 에너지 장벽이 형성돼 수소음이온이 보다 쉽게 이동할 수 있다는 것을 확인했다. 연구진은 보다 정밀한 분석을 위해 중성자 회절 실험을 진행한 결과도 공개했다. 중성자를 물질에 쏘아 원자에 부딪혀 반사되는 패턴을 분석해보니, 착이온과 수소이온이 단일상(균일한 결정구조)으로 안정적으로 유지되는 것을 밝혀냈다. 김상륜 교수는 "MEM(맥시멈 엔트로피 방식) 분석으로 착이온이 주변 이온들과 비대칭적으로 상호작용하며 제자리에 고정되어 있다는 것도 확인했다"며 "착이온이 없는 기존 구조와 비교했을 때, 수소음이온의 이온전도도가 무려 1천배 이상 증가했다"고 설명했다. 김 교수는 “세계 처음 착이온에 의한 수소음이온 전도를 구현한 사례"라며 "다만, 상용화하려면 이 기술 구현 온도를 현재의 100도에서 실온 수준으로 낮춰야하고, 기존 양산체제를 모두 바꿔 새로 시스템을 갖춰야하는 어려움이 있다"고 말했다. 연구는 석박사통합과정 김태현·김태승·이태경 연구원이 공동 주저자로 참여했다. 연구결과는 화학분야 국제학술지(Journal of the American Chemical Society)에 지난 17일 온라인으로 게재됐다.

2025.04.21 18:46박희범

가볍고 성능 높인 차세대 배터리 온다…LG엔솔, 개발 박차

LG에너지솔루션이 에너지 용량과 출력, 무게, 원가 등에서 현 리튬이온 배터리 성능을 한 단계 뛰어넘는 차세대 배터리 개발에 집중하고 있다. 손권남 LG에너지솔루션 차세대전지 부문 담당은 10일 서울 양재 엘타워에서 개최된 'NGBS 세미나'에서 연구개발(R&D) 동향을 공유했다. 전고체 배터리, 리튬황 배터리, 소듐이온 배터리 등을 차세대 배터리로 언급했다. “전고체 핵심 '고체 전해질' 이온전도도 업계 최고 수준 확인” 배터리 업계는 에너지 밀도와 출력 및 안정성 등에서 리튬이온 배터리를 크게 뛰어넘는 전고체 배터리의 상용화 추진 상황에 주목하고 있다. 전고체 배터리는 우수한 성능 때문에 '꿈의 배터리'로 기대를 받았지만 기술적 난이도가 높아 수십 년간 상용화에 이르지 못했다. 그러나 최근 기업들이 수 년 내 상용화를 계획하는 등 전고체 배터리의 등장이 머지 않았다는 전망이 힘을 얻고 있다. LG에너지솔루션도 황화물계 전고체 배터리를 오는 2030년까지 상용화할 계획이다. 전고체 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용한다. 손권남 담당은 이를 위해 여러 소재 혁신이 필요한 상황이라고 언급했다. 이런 혁신 기술 중 하나로, 양극과 고체 전해질 간 계면을 보호하는 코팅 물질을 새로 개발했다고 밝혔다. 손권남 담당은 “기존 레퍼런스 물질을 사용한 배터리보다 수명과 에너지 출력 등에서 더 우수한 성능을 보이는 것을 확인했다”고 첨언했다. 고체 전해질의 낮은 이온 전도도도 기술적 난제 중 하나다. 이온 전도도가 높아야 에너지 출력과 충전 성능을 높일 수 있다. LG에너지솔루션은 손 담당은 “자체 개발한 아지로다이트 계열 황화물계 고체 전해질의 이온 전도도가 세계 최고 수준인 것을 내부적으로 확인했다”고 밝혔다. 반면 아직 극복해야 할 기술 난제도 상당하다. 손 담당은 “현 리튬이온 배터리 대비 10배 높은 수준의 가압 공정이 필요하고, 황화물계 고체 전해질이 수분에 매우 취약하기 때문에 가공비를 낮추고 소재 안정성을 높이기 위해선 내수분성을 개선하는 소재 혁신이 필요한 상황”이라고 설명했다. LG에너지솔루션은 고전압을 구현하는 데 특화된 배터리 구조인 '바이폴라'를 반고체 및 전고체 배터리에 구현하기 위한 R&D를 추진 중이다. 손 담당은 “전자의 이동 경로가 매우 짧아지면서 급속 충전이나 방전 시 발열 관리에 유리할 것으로 보고 있다”며 “대면적화하면 부품 수도 50% 수준까지 줄일 수 있어 배터리 팩 내 공간 활용률을 높일 수 있고, 전기차에 적용하면 주행 거리와 가격 경쟁력을 높일 수 있을 것”이라고 소개했다. 전기차 외 고전압을 요구하는 ESS나 전기선박에도 활용될 수 있을 것이라고 전망했다. “리튬황 배터리, kg당 500kWh 구현"…소듐이온 배터리 조기 출시 시사 LG에너지솔루션은 리튬이온 배터리 무게 대비 에너지 밀도가 1.5배 높은 리튬황 배터리도 2027년 상용화 목표로 개발하고 있다. 손 담당은 “kg당 400~600kWh의 에너지 밀도를 구현할 수 있을 것으로 보고 있고, 500kWh 수준까지는 개발 가능한 단계”라며, “황이 매우 저렴하기 때문에 하이니켈 리튬이온 배터리 대비 원가를 30~50% 절감할 수 있다”고 강조했다. 손 담당은 무게가 가볍다는 특성상 도심항공교통(UAM) 등 항공 분야에 우선 공급될 것으로 전망했다. 손 담당은 “리튬황 배터리 구현을 위한 양극재를 개발했고, 고안정성과 고출력을 내기 위한 전해질 기술도 자체적으로 보유하고 있다”고 소개했다. 현재는 리튬이 비교적 낮은 가격에 거래되고 있지만, 모빌리티 부문에서 전동화가 상당 수준으로 진행되면 수요 대비 공급이 부족해질 전망이다. 업계에선 보급형 리튬이온 배터리를 대체할 배터리로 소듐(나트륨)이온 배터리 연구도 활발히 진행되고 있다. LG에너지솔루션도 그 중 하나다. 손 담당은 “소듐은 메탈 중 두 번째로 매장량이 많다”며 “이런 풍부한 자원을 토대로 지속 가능성 관점에서 가격 경쟁력을 갖출 수 있는 소듐이온 배터리 개발이 필요하다”고 설명했다. 소듐이온 배터리는 원재료가 저렴할 뿐 아니라 충격에도 매우 안전하고, 저온 환경에서도 성능이 잘 유지될 뿐 아니라 열 폭주에 따른 화재 위험으로부터 안전한 것으로 평가된다. 그러나 낮은 에너지 밀도가 단점으로 꼽힌다. 시장에 다수 보급된 LFP 배터리 대비 규모의 경제가 형성되지 않아 현 시점에선 가격 경쟁력도 LFP 배터리에 비해 밀린다. 손 담당은 “고용량 양극재로 소듐이온 배터리 에너지 밀도를 높이는 연구를 진행하고 있다”며 “또 하나의 방법으로 저희가 타사 대비 기술력이 우수한 건식 공정도 접목해 비용을 더욱 절감하려 한다”고 언급했다. 이어 “원통형 배터리로 구현하기 어려운 전고체 배터리와 달리, 폼팩터를 다양하게 접목할 수 있는 것도 소듐이온 배터리의 장점”이라며 “기존 리튬이온 배터리 공정 라인을 100% 활용할 수 있다”고 했다. 소듐이온 배터리의 경우 다른 차세대 배터리보다 조기에 시장 출시가 이뤄질 것으로 내다봤다. 손 담당은 “무정전 전원 장치(UPS) 등 고출력을 요하는 시장에 조기 출시하려고 최선을 하고 있다”고 말했다.

2025.04.10 15:15김윤희

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

리튬이온배터리 수명 늘리려면..."완전방전 꼭 피해야"

리튬이온배터리는 쓰다보면 수명이 급격히 줄어들 때가 있다. 주 원인은 두 가지다. 과충전과 과방전이다. 국내 연구진이 특히, 완전방전이 배터리 수명을 극도로 저하시킨다는 사실을 과학적으로 규명했다. POSTECH (포항공과대학교)은 친환경소재대학원 배터리공학과 홍지현 교수 연구팀이 성균관대 김종순 교수 연구팀과 리튬이온배터리의 사용 과정에서 발생하는 새로운 열화 메커니즘을 발견했다고 31일 밝혔다. 이 연구는 에너지 소재 분야 국제 학술지인 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)'의 표지 논문으로 선정됐다. 연구에는 논문 제1저자로 이름을 올린 POSTECH 임국현 박사와 KIST 전승윤 연구생(박사과정)이 참여했다. 전기자동차 등에 쓰이는 리튬이온배터리는 니켈, 망간, 코발트로 이루어진 삼원계 양극재를 주로 사용한다. 최근 경제성을 높이기 위해 비싼 코발트 대신 니켈 함량을 높이는 추세지만, 니켈 함량이 높아질수록 배터리 수명이 빨리 줄어든다. 그동안 배터리 성능 저하는 주로 과충전 과정에서 발생한다고 알려져 왔다. 하지만 안정적인 전압에서도 배터리 성능이 저하되는 현상은 설명하지 못했다. 연구팀은 이 수수께끼를 풀기 위해 배터리 방전(사용) 과정에 주목했다. 연구팀은 배터리를 재충전하지 않고 오래 사용하는 경우 양극재 표면의 산소가 빠져나가는 '준-전환 반응(quasi-conversion reaction)'이 발생한다는 것을 발견했다. 임국현 박사는 "이 반응이 배터리 방전과정 중 3V 근처에서 일어난다"며 "표면의 산소 일부가 리튬과 결합해 리튬산화물을 형성하고, 이렇게 만들어진 리튬산화물은 배터리 내부 전해질과 반응해 가스를 발생시키고 배터리 성능을 떨어뜨린다"고 말했다. 연구팀은 니켈 함량이 높을수록 이 현상이 더욱 심하게 나타나며, 배터리 대부분의 용량을 소진할 정도로 오래 사용하는 경우에도 배터리가 부풀어 오르는 등 성능 저하가 가속화된다는 것을 확인했다. 니켈 함량이 90% 이상인 고니켈 배터리로 실험한 결과, 준-전환 반응이 발생할 때까지 사용한 배터리는 250회 사용 후 남은 용량이 3.8%에 불과했지만, 사용 정도를 조절한 배터리의 경우 300회 사용 후에도 73.4%의 용량을 유지했다. 완전방전만 시키지 않아도 배터리 성능을 어느 정도 유지 가능하다는 얘기다. 임 박사는 "이 문제를 해결하는 방법이 생각보다 간단하다"며 "배터리 사용률을 최적화하는 것만으로도 배터리 수명을 크게 늘릴 수 있다. 업계가 제품 설계단계에서 검토하면 될 것"이라고 덧붙였다. 연구를 이끈 홍지현 교수는 "실제 배터리 사용 과정인 방전이 미치는 영향은 그간 간과됐다"라며, "이번 연구는 더 오래 쓸 수 있는 배터리를 만들기 위한 중요한 개발 방향을 제시했다"라고 전했다. 한편, 이 연구는 산업통상자원부 한국산업기술진흥원 산업혁신인재성장지원사업 (R&D, 배터리특성화대학원지원사업), 한국산업기술평가관리원 이차전지첨단전략 산업, 글로벌협력지원사업 및 수요기업 맞춤형 고출력축전지(슈퍼커패시터) 성능 고도화기술개발사업의 지원을 받았다.

2025.03.31 12:59박희범

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