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기계연, 대용량 초저온 냉각기술 첫 개발

■ 영하 100℃에서 10㎾ 냉각성능 시험 성공 ○…한국기계연구원(원장 류석현) 고준석 에너지저장연구실장 연구팀은 제로 GWP(지구온난화지수) 냉매를 이용한 터보-브레이튼 냉각시스템을 개발하고, 영하 100℃에서 10㎾ 이상의 냉각용량을 확인하는 운전시험에 성공했다고 20일 밝혔다. 터보-브레이튼 냉각시스템으로 대용량 초저온 냉각기술을 실운전한 사례는 이번이 국내에선 처음이다. 터보-브레이튼 냉각기술은 분당 수만~수십만 회 고속 회전하는 터보기계를 이용하는 냉각시스템이다. 초전도 케이블 냉각, 극저온 유체 과냉각, LNG 재액화 등 제한된 영역에서 주로 사용된다. ■ KRISS, 나노물질 독성 평가 배양법 첫 개발 ○…한국표준과학연구원(KRISS, 원장 이호성)이 나노물질이 인체에 미치는 독성을 정확하게 평가할 수 있는 오가노이드 배양법을 처음 개발했다. 오가노이드는 인체 줄기세포를 시험관에서 키워 만드는 장기 유사체다. 연구를 책임진 백아름 선임 연구원은 “ 기존 배양법의 한계를 극복한 성과”라며 “나노물질 및 나노의약품 안전성 평가 실용화를 앞당길 것”으로 기대했다. ■ KIOST, 화장품 제조 미세조류 저비용으로 배양 ○…한국해양과학기술원(KIOST)은 천연 아스타잔틴(Astaxanthin)이 풍부한 미세조류인 헤마토코쿠스(Haematococcus)를 기존보다 낮은 비용으로 배양하는 기술을 개발했다. 헤마토코쿠스는 항산화물질인 아스타잔틴을 축적하는 특징을 가진 미세조류다. 축적된 아스타잔틴은 화장품, 의약품, 식품 등 다양한 산업에서 고부가가치 소재로 사용된다. 연구 개발은 KIOST 제주연구소 유용균 UST 학생연구원이 속한 연구팀이 주도했다. ■ 해외우수연구기관 협력허브 구축 사업 접수 ○…과학기술정보통신부는 해외우수연구기관 협력허브 구축을 위한 사업 공고를 내고, 20일부터 오는 4월 9일까지 50일간 지원자를 접수한다. 올해 선정 대상은 총 10개 과제다. 지원액은 112억 원이다. 접수처는 범부처 통합 연구지원시스템(https://www.iris.go.kr)을 이용하면 된다. ■ GIST, 'AI 및 챗GPT 교육 챌린지'개최 ○…광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)이 AI 활용 교육의 저변 확대 및 실무역량 강화를 위해 'AI 및 챗GPT 교육 챌린지'를 개최한다. 챌린지 일정은 ▲ GIST 교직원 대상 23일 오후 3~5시, 디지털역량연구소 김철수 소장(오룡관 303호) ▲ 직원 및 일반인 대상 26일 오후 2~4시, 고려대학교 송인규 교수(오룡관 101호) ▲ 학생 및 연구원 대상 3월 7일 오후 4~5시 30분, 동국대학교 송은정 교수(대학C동 104호) 등의 강연이 예정돼 있다. 오는 26일 강연은 사전 신청 없이 참석 가능하다.

2024.02.20 14:45박희범

GIST 송철한 교수, 대기환경 해설서 펴내

광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 지구‧환경공학부 송철한 교수가 '과학을 기반으로 살펴보는 초미세먼지, 기후변화 그리고 탄소중립'(씨아이알 펴냄)을 발간했다고 19일 밝혔다. 이 책은 에너지 대전환, 탄소중립 그리고 초미세먼지 문제를 동시에 해결할 에너지-환경 정책을 과학기술자 입장에서 고찰했다. 총 3부로 구성했다. 1부와 2부에서는 초미세먼지와 기후변화 문제를 다룬다. 3부에서는 우리나라 에너지 대전환이 갖고 있는 문제점과 함께 에너지 정책, 탄소중립, 원자력 발전 등을 자세히 들여다봤다.

2024.02.19 14:15박희범

해시드 김서준 대표 GIST 졸업식서 축사

KAIST(총장 이광형)와 광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 16일 오후 2시 각각 본원에서 2024년도 학위수여식을 개최한다. KAIST는 이번 학위수여식에서 박사 756명, 석사 1천564명, 학사 694명 등 총 3천14명을 배출한다. KAIST는 지난 1971년 설립 이래 박사 1만 6천528명을 포함해 석사 3만 9천924명, 학사 2만 1천561명 등 총 7만 8천13명의 고급 과학기술 인력을 배출하게 된다. 또 GIST는 박사 53명을 비롯해 석사 113명, 학사 97명 등 263명에게 학위를 수여한다.GIST는 이번 학위수여식이 지나면 지난 1993년 설립 이래 박사 1천891명, 석사 5천023명, 학사 1천264명 등 총 8천178명의 고급 과학기술 인력을 배출하게 된다. GIST는 이번 학위 수여식에 서울과 미국 샌프란시스코에 기반을 둔 블록체인 전문투자사 해시드(Hashed)의 창업자 김서준 CEO에게 축사를 맡겨 관심을 끈다.김서준 대표(39세)는 서울과학고와 포스텍 컴퓨터공학과를 졸업했다. 지난 2017년 해시드를 창업해 세계 86개 블록체인 관련 스타트업에 투자하는 아시아 최대 규모의 벤처캐피털(VC)로 키워냈다.

2024.02.15 10:28박희범

적 벙커 내부 상황, 드론이 AI로 탐지

광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)이 국가 안보를 위한 소형·경량·저전력 3차원 라이다(LiDAR)와 인공지능(AI) 기반 표적인식 및 피아식별 SW 기술 개발에 나선다고 23일 밝혔다. GIST 미래국방과학기술연구센터는 산업통상자원부와 방위사업청이 공동 추진하는 국방과학연구소 민군협력진흥원 민‧군겸용기술개발사업인 '통신/GPS 음영 환경에서의 자율임무 수행용 초소형 지능형 드론 개발' 과제에 선정됐다. 주관 연구기관인 풍산 등 9개 산학연 기관이 컨소시엄을 구성, 2028년까지 5년 간 244억원을 지원받아 공동 연구개발을 수행한다. 이 과제는 ▲초소형 지능형 드론 ▲고분자 전고체 전지 ▲초소형·경량·저전력 3차원 라이다(LiDAR) ▲라이다·영상기반 위치 파악(SLAM) ▲AI 기반 표적인식 및 피아식별 SW 기술 ▲레벨 4수준 자율비행 등 6개 분야 연구개발과 실증이 목표다. 이를 위해 GIST는 라이다 전문 기업과 함께 ▲무기계(No-mechanical scanner) 반도체 기반 초소형‧경량‧저전력 3차원 라이다 기술 등을 개발한다. 맵 기반 3차원 위치 파악(SLAM)과 동적·정적 장애물 탐지·회피를 위해 측정 거리 30m 이상과 0.65도×0.65도 이하 각도 분해능을 갖는 3차원 라이다를 개발할 계획이다. 실내 벙커나 재난 환경에서도 표적 상태를 인식하고 피아를 식별하는 AI 기술도 개발한다. 박기환 GIST 미래국방과학기술연구센터장는 "이번 과제를 통해 GIST를 포함한 산학연이 육군과 함께 민‧군 연구협력의 혁신적 모범사례를 제시함으로써 국가안보를 위한 과학기술의 책임과 역할을 더욱 확장하는 계기가 되기를 기대한다"라고 말했다.

2024.01.23 11:13한세희

수계 슈퍼커패시터 고속 충방전 위한 전해질 최적농도 찾았다

광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 전해질에서 염의 농도를 변화시켜 슈퍼커패시터(Supercapacitor)의 주요 성능을 향상시키는 기술을 개발했다고 4일 밝혔다. 슈퍼커패시터는 화학반응을 이용한 리튬계 배터리와 달리 전극과 전해질 계면에서 이온들의 물리적 흡·탈착을 통해 에너지를 저장하는 에너지 저장 장치다. 일반 커패시터에 비해 축전 용량이 크고 에너지 밀도가 높다. 급속으로 충방전해도 열이 적게 발생하고 반영구적 사이클 수명을 갖는다. 급속한 전력 공급이 필요한 분야에 적합해 태양광‧풍력 등 신재생 에너지 분야에서 수요가 늘고 있다. 기존 슈퍼커패시터에 쓰이는 가연성 유기 용매 기반 전해질은 폭발 위험과 환경 문제 등의 우려가 있다. 이에 따라 안전하고 친환경적인 물 기반 수계전해질을 이용한 에너지저장장치 개발을 위한 연구가 활발하다. 하지만 물은 1.24V에서 전기 분해되어 작동전압을 넓히기 어렵고, 0℃에서 얼기 때문에 겨울철 에너지 저장 성능을 내는데 한계가 있다. 작동전압이 넓고 이온전도도가 적절하며, 전극과 전해질 사이 고체막(SEI)이 안정적인 초고농도 수계전해질(WISE, water-in-salt electrolyte)을 사용해 기존 수계전해질의 문제를 극복하려는 연구가 진행되어 왔으나, 고농도 전해질에 대한 고려 없이 성능 개선에만 초점을 맞췄을 뿐 체계적 분석은 이뤄지지 않았다. GIST 신소재공학부 유승준 교수와 윤명한 교수, 홍익대 신소재공학과 이동욱 교수 공동연구팀은 가격이 저렴한 포타슘 아세테이트(KOAc) 기반 초고농도 수계전해질 내 이온-이온간, 이온-물분자간 물리화학적 상호작용 및 전해질의 농도별 구조 특성을 분석했다. 이를 통해 다공성 전극 표면에서의 흡·탈착 거동을 밝혀냄으로써 이온전도도와 에너지 저장 특성이 최적화된 농도가 5m(몰랄 농도)임을 확인했다. 몰랄 농도는 용매 1㎏ 당 용질의 몰수를 말한다. 또 이 결과를 토대로 초고농도 수계전해질의 상평형도를 제시하고, 영하 20℃에서도 얼지 않고 안정적으로 구동되는 수계 슈퍼커패시터를 개발했다. 초고농도 수계전해질의 농도를 최적화해 수계슈퍼커패시터를 만드는 새로운 기준을 제시하고, 향후 배터리, 수소연료전지, 센서 등 고성능 수계 전자소자 개발에 기여하리란 기대다. 유승준 교수는 "염의 농도 변화만으로 에너지저장 특성의 최적화를 이룰 수 있음을 확인했다"라며 "기존 염 혹은 향후 개발될 전해질 최적화에 가이드라인을 제공할 수 있을 것"이라고 전망했다. 이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단, 개인기초연구 사업의 지원을 받아 수행됐으며, 학술지 '에너지 스토리지 머티리얼즈(Energy Storage Materials)'에 게재됐다.

2024.01.04 14:05한세희