검색 - IT세상을 바꾸는 힘 지디넷코리아

ZDNet 검색 페이지

'전도체'통합검색 결과 입니다. (4건)

태그
기간
- 3개월
- 1년
- 1년 이전

재검색

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

"이미지 속 데이터 완벽 보안 등 KAIST 진흙 속 '진주'같은 기술 관심"

"이미지 속에 이미지를 숨기는 보안 기술에 대해 들어봤을 것이다. 우리는 해커가 들여다봐도 데이터가 어디 있는지, 설령 어디 있는지 알아도 무엇인지 알수 없다." KAIST가 30일 코엑스에서 마련한 '2024 KAIST 테크페어(Tech Fair)'에서 첫 번째 기술 소개에 나선 김준모 전기및전자공학부 교수는 '인공신경망을 이용한 다중 모달리티 다중 데이터 스테가노그래피 및 보안 전송 기술'을 소개해 관심을 끌었다. 이날 열린 테크페어에서는 기술사업화 8개 기술과 교원창업 기술 5개를 기업인과 VC등을 대상으로 소개가 이루어졌다. 김준모 교수가 공개한 기술은 이미지 등에 인공신경망을 이용해 다양한 모달리티(이미지, 영상,오디오,3D 등)의 데이터를 숨기는 스테가노그래피 기술이다. 김준모 교수는 "기존 스테가노그래피 방식과 달리, 데이터 용량이나 왜곡, 보안성에서 우수한 성능을 나타낸다"며 "이미지 데이터에 음성 데이터를 숨기면 그림으로 봐서는 뭘 감춰 놨는지 파악이 안된다"고 설명했다. 그만큼 보안이 뛰어나다는 설명이다. 100만 화소의 픽셀에도 파라미터 40만 개 정도만 있으면 될만큼 효율이 좋아 저전력 기기나 모바일 환경에서 유용하다고 소개했다. 응용분야로는 환자정보 보호 및 보안 전송이 필요한 의료분야나 기밀 데이터 교환이 필요한 기업과 그외에 디지털 저작권 보호, 국가 보안 분야 등을 꼽았다. 기술사업화의 정도를 볼 수 있는 기술성숙도(TRM)은 4단계라고 소개했다. 이어 김성진 기계공학과 교수가 '초열전도체 설계 기술'을 설명했다. 이 아이템은 이 행사에 참석한 100여 명의 청중으로부터 질문이 가장 많이 쏟아진 아이템이다. 김 교수는 이 기술에 대해 한마디로 "냉각기술"라며 "지난 9년 간 600만 달러를 투입해 기술 개발했다"고 설명했다. 김 교수는 "윅 구조가 필요없는 새로운 개념의 진동형 히트파이프(PHP)"라며 "단순한 구조라 다양한 폼팩터로 제작이 용이하다"라고 말했다. 김 교수가 소개한 PHP는 고압 유체를 작동 유체로 사용하기 때문에 채널 내에서 다상 유동이 활발히 발생하는 특성이 있다. 열성능이 유난히 높다. 진동에 따라 유체에서 공기방울이 발생해 유효 열전도도가 월등하다. "열전도도는 구리보다 사실 다이아몬드가 더 뛰어난데, 유효 열전도도를 보면 구리가 500, 다이아몬드가 2천 정도 됩니다. 그런데 우리가 개발한 마이크로 PHP는 구리 대비 22.5배나 뛰어난 9천 W/m-K의 열전도도를 갖고 있습니다." 김 교수는 '전기차배터리나 인공위성 등에 쓰일 대형 PHP는 유효 열전도도가 22만 W/m-K로, 구리 대비 성능이 500배나 뛰어나다'고 덧붙였다. 청중의 질문과 관심도 쏟아졌다. 특히, 상용용 데이터센터를 준비 중인 업체 관계자는 GPU 적용 가능성을 타진하기도 했다. 이어 '360도 영상 재생 시 사용자 단말 정보를 이용하여 재생 영역을 보정하는 방법 및 시스템은 책임자인 최준균 전기및전자공학부 교수 대신 박준서 박사가 나서 소개했다. 이 기술은 360도 영상에서 발생하는 초기 콘텐츠 로딩시 주요 특정 장면을 높치는 문제나 모바일 단발 기울기 값을 보정하지 못하는 단점 등을 모두 해결했다. 박준서 박사는 "기술 수준은 TRL 6단계 수준이어서 2~3개월이면 모바일 환경에 맞춰 기술 개발이 가능하다"고 소개했다. 이외에 이날 사업설명회에서는 ▲인공지능-인간 정렬 기술(이상완 뇌인지과학과 교수) ▲이차원 반도체 저온 대면적 MOCVD 성장 기술(강기범 신소재공학과 교수) ▲흡입 전달용 mRNA-지질 나노 복합체(박지호 바이오 및 뇌공학과 교수) ▲멸균 코팅 및 의료용 기기로의 응용(임성갑 생명화학공학 교수) ▴인공지능 기반 비강 투여용 항바이러스 단백질 개발(김호민 생명과학과 교수) 등이다. 또 인근 컨퍼런스룸에서 따로 진행된 두 번째 세션과 세 번째 세션에서는 바이오, 반도체, 인공지능과 관련한 기술 사업화 상담과 청업 교원 IR이 진행됐다. 한편 이날 행사에서 개회사와 진행은 이건재 KAIST 기술가치창출원장이 맡았다. 이어 이광형 총장은 축사에서 "1랩 1창업 캐치프레이즈로 취임이후 130개 정도의 창업이 이루어졌다. 교원이 15~20개, 학생이 100여 개 창업됐다"며 "학문적 성과에 머물지 않고, 기술 가치가 실현되도록 최선을 다할 것"이라고 말했다.

2024.10.30 16:41박희범

'물리학 난제' 고온초전도체·초유체 비밀, 이번엔 풀릴까

국내 연구진이 현대 응집물질물리학의 화두인 고온초전도체나 초유체 현상의 비밀을 풀 실마리를 제시해 과학기술계 관심이 집중됐다. 과학기술정보통신부는 연세대학교 김근수 교수 연구팀이 세계 최초로 고체 물질 속에서 전자가 액체의 특징과 고체의 특징을 모두 갖는 '전자결정' 조각을 발견했다고 17일 밝혔다. '전자결정'은 헝가리 물리학자 유진 위그너가 1930년 대 제시한 이론이다. 위그너는 전자가 서로 밀어내는 힘 때문에 규칙적인 배열을 이루어 움직일 수 없는 고체상태로 존재할 수 있다는 '위그너 결정'론을 제시했다. 이 이론으로 위그너는 1963년 노벨물리학상을 받았다. 김근수 교수는 지난 2021년 물리학계의 난제였던 '액체 금속의 전자구조'에서 제안한 이론 모델을 60년 만에 실측에 성공했다. 당시 김 교수는 흑린이라는 결정 고체 표면에 알카리 금속(나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘)을 뿌려 준 후 알카리 금속으로 도핑된 검은 인의 전자구조를 장비를 이용해 측정했다. 이번엔 같은 방법으로 방사광가속기를 이용해 전자결정 조각을 세계 처음 찾았다. 이 연구는 과기정통부 기초연구사업(글로벌 리더연구)의 지원을 받아 수행됐다. 2021년부터 오는 2017년까지 6년간 총 15억 원이 투입된다. 연구 결과는 국제학술지 '네이처' 10월 17일(현지시간 10월16일 오후 4시) 게재됐다. 고체 물질 속에서 원자는 규칙적인 배열을 이루어 움직일 수 없는 반면, 전자들은 마치 기체처럼 자유롭게 움직일 수 있기 때문에 전압을 걸어 전자들의 흐름을 만들어 주면 전류가 발생한다. 전자들이 서로 밀어내는 힘으로 규칙적인 배열이 이루어져 움직일 수 없는 상태인 '전자결정'을 만들수 있으면 고온초전도체나 초유체와 같은 난제를 풀 단초가 될 것으로 물리학계가 보고 있다. 고온초전도체는 영하 240도 이상의 비교적 높은 온도에서 저항이 사라지는 물질을 말한다. 또 초유체는 극저온에서 점성이 사라지는 물질이다. 이들 두 물질은 양자컴퓨터나 의료, 반도체 등 다양한 분야에 활용 가능하다. 김근수 교수는 "방사광가속기와 각분해광전자분광 장치를 이용해 전자의 에너지와 운동량을 정밀 측정했다"며 "미세한 전자결정 조각이 존재할 때 나타나는 독특한 불규칙성을 관측하는 데 성공했다"고 말했다. 방사광가속기는 미국 로렌스버클리국립연구소 'ALS 방사광가속기'를 활용했다. 전자결정 조각의 크기는 1~2㎚수준으로 머리카락 굵기의 1만분의 일보다 작다. 김 교수는 "이번 연구에서 발견한 전자 상태의 불규칙한 특성은 물질의 점성이 사라지는 초유체의 대표적인 특징과 유사하다"며 "이를 로톤(roton)이라 하는데, 오직 짧은 거리의 배열만 존재하는 결정 조각을 바탕으로 초유체와 로톤의 미시적 원리를 이해할 수 있을 것"으로 기대했다. 로톤은 1940년대 러시아 물리학자 란다우(1962년 노벨상 수상)가 초유체를 설명하기 위해 도입한 준입자다. 불규칙성이 특징이다. 김 교수는 "지금까지 학계에서는 전자의 규칙적인 배열이 있는 경우와 없는 경우를 이분법적으로 인식해 왔다”며 “이번 연구를 통해 짧은 거리의 배열만 존재하는 제3의 전자결정 상태를 인식하게 되었다는 점에서 이번 연구의 의의가 있다”고 밝혔다

2024.10.17 00:01박희범

양자표준 선도기업 SDT, "100억 원 프리-IPO 투자 유치"

양자표준기술 전문기업 SDT(대표 윤지원)가 신한벤처투자로부터 100억원 규모의 Pre-IPO 투자 유치에 성공했다고 28일 밝혔다. 이번 투자 유치는 전세계 산업 현장 내 양자기술 도입이 본격화되며 더 이상 과학의 영역이 아닌 양자공학으로 진화, 발전해 나가고 있는 양자시장에서 혁신적 기술 상용화의 성과들을 입증해 온 SDT의 기술력과 잠재력을 인정받은 것으로 평가됐다. SDT는 정부의 적극적인 R&D 지원을 통해 양자컴퓨터 제조에 필요한 양자 제어장비(얽힘, 중첩을 제어하는 필수장비) 상용화에 성공했다. 특히 △초전도체 △중성원자 △이온 트랩 △실리콘 스핀 △다이아몬드 NV 센터 등 다양한 물리 플랫폼을 아우르는 호환성과 기술 노하우를 보유했다. 양자 컴퓨팅 글로벌 생태계 내 풍부한 파트너십과 기술 전반의 광범위한 지식재산권(IP)을 보유한 것도 SDT가 국내 양자산업 생태계를 대표하는 양자 컴퓨터 제조 기업으로 자리매김하는 원동력이 됐다. SDT는 올 연말 국가 슈퍼컴퓨팅 센터를 보유한 한국과학기술정보연구원(KISTI)과 공동으로 한국형 양자컴퓨팅 클라우드 서비스를 처음 공개할 예정이다. 최근에는 국내 연구기관과 실리콘 스핀 및 다이아몬드 NV 센터 기반 QPU와 클라우드 서비스 연동 등 풀스택 양자 컴퓨터 및 양자 클라우드 상용화에도 적극 나서고 있다. SDT는 이번 투자유치를 계기로 정부 지자체와 함께 한국 최초의 상용화된 양자컴퓨터 제조 및 클라우드 서비스를 위한 양자컴퓨팅 데이터센터 구축에 나설 계획이다. 이와 함께 국방, AI, 제약 및 화학 등의 산업분야에서 양자 상용화 기술 도입에 속도를 낼 계획이다. SDT는 매년 수조원 대의 투자에 나서고 있는 미국, 중국 등에 비해 뒤쳐져 있는 양자컴퓨터와 암호통신분야 국가 안보기술 경쟁력 확보를 위해 국방부 등과도 긴밀하게 협력해 나간다는 계획이다. SDT는 당초 200억 원 규모로 투자를 유치할 계획이었다. 이에 따라 나머지 100억 원은 글로벌 해외기업 및 기존주주들로부터 투자받아 조만간 마무리한다는 복안이다. SDT는 이외에 국내외에서 주목받고 있는 대표적인 물리 플랫폼 기반의 양자컴퓨터 개발에도 박차를 가할 계획이다. 우선 오는 2026년 상반기까지 64 큐비트 초전도체 양자컴퓨터 개발을 진행한다. 중성원자 양자컴퓨터 경우 2025년 상반기까지 3D 배열 개발을 완성, 2026년 상반기까지 소프트웨어와 알고리즘 개발을 완료한다는 계획이다. 2027년 상반기까지는 20 큐비트 실리콘스핀 양자컴퓨터 개발, 그리고 광집적회로(PIC, Photonic Integrated Circuit) 양자컴퓨터 개발을 위해 2027년 상반기까지 가우스 보손 표본추출(Gaussian Boson Sampling) 문제를 해결할 수 있는 단계에 도달한다는 목표를 세웠다. 이번 투자결정과 관련, 신한벤처투자 조재호 상무는 “SDT는 검증된 양자컴퓨터 장비 제조 역량을 바탕으로, 국내 유일의 양자컴퓨터 전문 스타트업으로서 시장을 선도하고 있다”며 “선도적 기술력과 양자산업 생태계 내 리더십을 바탕으로, 국내는 물론 해외시장에서도 그 가능성을 발현해 나가길 기대한다”고 전했다. 윤지원 SDT 대표는 “이번 투자유치로 SDT의 기술력과 시장 잠재력이 입증됐다. 특히, 양자공학이 더 이상 과학의 영역에 머무르지 않고 산업 전반에서 실질적인 가치를 창출할 수 있음을 보여줬다는 점에서 그 의미가 크다”며, “SDT는 한국형 양자컴퓨팅 생태계 구축을 위한 선도적 역할과 글로벌 시장에서의 경쟁력 확보를 위한 본격적인 행보를 치밀하게 준비해 나갈 것”이라고 말했다.

2024.08.28 15:39박희범