나노섬유 정렬로 겔전해질 내부에 이온 전달통로 형성해 전지성능 향상 차세대 이차전지 상용화 해법 제시 … ‘Energy Storage Materials’ 게재 최근 스마트워치, 헬스케어 밴드, 이어 웨어(Ear-worn) 등 웨어러블 디바이스의 인기가 급증하면서 이들 디바이스에 사용되는 에너지 저장장치에 대한 수요가 급격히 증가하고 있다. 이러한 상황에서 아연공기전지가 주목받고 있다. 아연공기전지는 저렴한 아연 음극과 물 기반의 전해질, 그리고 가벼운 산소를 양극으로 사용해 발화 위험이 없고, 리튬이온전지에 비해 에너지 밀도가 높아 웨어러블 디바이스용 이차전지의 대안으로 꼽혀 왔다. 그러나 아연공기전지는 공기 중 산소를 양극 연료로 활용하기 위해 열린 전극 구조를 가져야 하므로 물이 쉽게 증발하고, 물이 증발하면 전지 성능이 급속히 감소하는 문제가 있어 상용화에 어려움을 겪고 있었다. 이에 한국생산기술연구원(이상목 원장, 이하 생기원)과 한양대학교(이기정 총장, 이하 한양대) 공동 연구팀이 ‘아연공기전지용 복합 겔전해질’ 기술 개발에 성공하며, 웨어러블 디바이스용 이차전지 상용화의 실마리를 풀었다. 생기원 섬유솔루션부문의 윤기로 박사 연구팀과 한양대 최선진·
디지털 헬스 시장은 56조엔으로 성장 ‘Big Tech’라고 불리는 세계 시가 총액 랭킹 톱 10에 드는 메가 플랫폼인 Apple, Microsoft, Google(Alphabet), Amazon, Meta Platforms(구 Facebook)은 최근 의료․헬스 케어 영역에서 연구 개발과 기업 인수를 강력히 추진하고 있다. 특히 Apple, Google, Amazon은 ‘생체 정보’의 수집, 활용에 주목하고 있다. 예를 들어 Apple은 2018년 ‘애플워치 4’에 심전도 기능을 탑재해 뇌졸중의 중요한 위험 인자인 심방세동 검지에 힘쓰고 있다. Google은 2021년에 출시한 ‘구글 네스트 허브 제2세대’에 독자의 레이더 기술을 탑재해 사용자의 수면 패턴을 해석하고 있다. Amazon도 2020년에 웨어러블 디바이스 ‘아마존 할로’를 시장에 출시해 사용자에게 식사와 운동 서비스를 제공하기 시작했다. 이와 같이 세계 유력 기업의 진입이 계속되고 있는 디지털 헬스 시장은 2025년까지 약 56조엔의 시장 규모로까지 확대될 것으로 예측되고 있는 성장 시장이다(그림 1). 집에서 일어나는 질병․사고의 ‘조기 발견’ 진화하는 디지털 헬스 기술을 이용해 ‘생체 정보
경북대는 신소재공학부 박귀일 교수팀이 한국재료연구원 김경태 박사팀과 공동연구로 종이만큼 얇지만 내구성이 강한 친환경 열전소재를 개발했다고 20일 밝혔다. 열전소재는 열에너지에서 전기에너지를 생성하는 물질로 자동차, 우주항공, 반도체 등 산업 전반에 활용된다. 박 교수팀 등이 개발한 열전소재는 셀룰로스 매트릭스 층 아래에 무기입자 네트워크 층을 가진 열전 종이(필름)다. 셀룰로스 매트릭스가 무기입자 층을 연결하는 역할을 해 내구성을 향상시켰다. 이 소재는 또 탄소를 배출하지 않고 물에서 완전히 용해돼 폐기물 문제도 해결될 것으로 연구팀을 보고 있다. 박 교수는 "자유로운 형태 변형에도 높은 내구성이 있어 상용화되면 웨어러블 디바이스는 물론 전기·전자, 생체의학, 첨단산업 등 분야에서도 활용도가 높을 것으로 기대한다"고 말했다. 이 연구는 나노소재·에너지분야 학술지인 '나노 에너지'(Nano Energy, Impact factor:19.069) 온라인판에 실렸다. 헬로티 이창현 기자 |
KAIST 최경철 교수팀…패션·의료·안전 등 응용 기대 한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 최경철 교수 연구팀이 머리카락보다 얇은 실 위에 흰색 빛을 발산하는 섬유 OLED를 개발했다고 20일 밝혔다. 연구팀은 형광 OLED, 구동 가능한 고효율 적녹청(RGB) OLED 등 디스플레이 필수 요소 기술들을 머리카락보다 얇은 전자 섬유 형태로 성공적으로 구현해왔으나 풀컬러 디스플레이·조명 기술 구현에 필수인 흰색 OLED는 구조적 복잡성과 접근법 부재로 개발에 어려움을 겪었다. 연구팀이 구현한 흰색 OLED 섬유는 야외시인성 확보가 가능한 최고 700cd/㎡(칸델라/제곱미터) 수준의 휘도, 10cd/A(칸델라/암페어) 수준의 높은 전기광학적 성능과 안정적인 흰색 발광을 보였다. 황용하 박사과정은 "흰색 OLED 전자 섬유 구현을 위해 섬유에 적합한 흰색 OLED 구조·설계에 집중했다"며 "그동안 전자 섬유 디스플레이 분야에 없던 필수 요소 기술을 개발해 더욱 완성도 높은 고품질 전자 섬유 디스플레이를 구현할 수 있을 것"이라고 말했다. 이어 "전자 섬유는 웨어러블 디바이스의 궁극적인 제품 형태로, 기능성 의류 뿐만 아니라 패션·의료·안전·차량 디자인 등
헬로티 이동재 기자 | DGIST 연구팀, "웨어러블 디바이스 전원용 배터리 구현에 사용 기대" 국내 연구진이 세계 최고 수준의 성능을 보인 복합고체전해질을 개발했다고 20일 밝혔다. DGIST 에너지융합연구부 김재현 책임연구원 연구팀이 개발한 복합고체전해질은 향후 폭발이나 화재의 염려가 없는 웨어러블 디바이스 전원용 배터리 구현에 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 전해질은 물 등에 녹아서 이온화하여 전기를 전달하는 물질로서 배터리의 4대 핵심소재 중 하나다. 현재 널리 쓰이고 있는 액체 전해질은 분리막에 의해 음극과 양극이 나뉘는 구조다. 이 때문에 변형이나 외부 충격으로 분리막이 훼손되면 액체 전해질이 흐르고, 양극 물질이 만나 기화되면서 과열 또는 폭발사고로 이어지는 위험성이 존재한다. 이러한 액체전해질을 고체전해질로 대체하게 되면 화재 및 폭발의 위험성을 방지할 수 있게 된다. 또한 분리막도 필요 없어지고 전체적인 배터리의 부피도 줄일 수 있는 장점이 있다. 그러나 고체전해질은 액체에 비해 전도도가 훨씬 떨어져 이를 보완하기 위한 연구가 필요한 실정이었다. 김재현 책임연구원 연구팀은 폴리머에 SiO2와 Al2O3로 주 골격을 형성하는 다공성 YNa 제
[첨단 헬로티] 맥심 인터그레이티드가 질병 예방과 피트니스를 위한 웨어러블 솔루션 'MAX86140', 'MAX86141', 'MAX30001'을 출시했다. ▲맥심의 초소형 저전력 웨어러블 솔루션 MAX86140/41은 광 맥박산소측정기/심박 센서, MAX30001은 심전도(ECG) 및 생체 임피던스(BioZ)를 측정하는 아날로그 프론트 엔드(AFE) 제품이다. 맥심의 초소형 저전력 솔루션을 통해 건강 상태를 모니터링하고 질병을 예방할 수 있다. 맥심의 헬스케어·피트니스용 웨어러블 센서 포트폴리오는 다양한 핵심 생체 신호를 정확하게 모니터링하도록 지원한다. 초소형 저전력 솔루션으로 배터리 수명 연장과 사용자 편의성 모두를 고려했다. MAX86140/41은 손목∙손가락∙귀의 심박(PPG) 신호를 활용해 심박동, 심박 변이, 맥박 산소를 측정한다. MAX30001은 심박동, 호흡, 부정맥을 감지하기 위해 가슴과 손목에서 심전도와 생체 임피던스를 측정한다. MAX86140/41은 다른 유사 솔루션과 비교해 크기는 약 3분의 1 작고 전력 소모는 절반에 불과하다. MAX30001은 거의 절반 크기며 절반 수준의 전력을 사용한다. 맥
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