열에너지를 전기로 전환하는 열전 소자는 버려지는 폐열을 활용할 수 있어 지속 가능하고 친환경적인 에너지 플랫폼으로 주목받고 있다. 국내 연구진이 우수한 신축성과 최고 수준 성능을 보이는 열전 소자를 개발해 체온을 이용한 차세대 웨어러블 소자 가능성을 더 앞당겼다. 한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 문홍철 교수팀이 포항공대(POSTECH) 화학공학과 박태호 교수팀과 열역학적 화학 평형 조절을 통한 기존 N형 열전 갈바닉 소자 성능 한계를 극복한 기술을 구현했다고 밝혔다. 열전 갈바닉 소자는 생성 전자 흐름의 방향에 따라 N형과 P형으로 구분된다. 네거티브(negative)를 의미하는 N형은 전자가 저온에서 고온 쪽으로, 포지티브(positive)를 의미하는 P형은 고온에서 저온 쪽으로 전자가 이동한다. 열전 소자 성능을 최대한 끌어올리기 위해서는 P형과 N형 소자의 통합이 필수적이다. 연구팀은 스스로 산도(pH)를 조절할 수 있는 젤 소재를 개발해 이온을 주요 전하 운반체로 사용한 이온성 열전 소자 중 한 종류인 열전 갈바닉 소자를 구현했다. 이 젤 소재는 가역적 가교 결합을 기반으로 약 1700%의 우수한 신축성과 함께, 상온에서도 20분 이내에 9
포항공과대학교(POSTECH)가 국내 대학 중 최초로 개방형 산업 자동화의 확산을 위한 ‘유니버셜 오토메이션 협회(Universal Automation.Org, UAO)’에 가입했다고 밝혔다. 개방형 산업 자동화는 기본 하드웨어(HW) 인프라와 상관없이 독립적으로 소프트웨어(SW) 애플리케이션을 모델링하고 배포해 소프트웨어 중심의 자동화 애플리케이션을 구축하는 자동화 솔루션이다. 관련 업계는 비영리 독립 산업 자동화 단체인 유니버셜 오토메이션 협회를 설립해 활동하고 있다. UAO는 IEC61499 표준을 기반으로 공급 업체의 특정 브랜드와 관계없이 자동화 기술 전반에 걸쳐 자동화 소프트웨어 컴포넌트(Runtime Engine)를 공유하기 위해 설립된 비영리 단체다. 슈나이더 일렉트릭, 요꼬가와, 피닉스컨택트, 인텔과 같은 글로벌 산업 전문 기업 외에도 현대자동차, 셸, 엑슨모빌, 카길과 같은 최종 고객, 한국산업기술협회(KTL), 싱가폴제조기술연구소(SIMTech), 중국 화중 대학, 호주 에디스 코완 대학 등의 교육기관 및 정부기관도 회원사로 이름을 올렸다. 현재까지 약 100개 이상의 회원사가 참여하고 있으며 슈나이더 일렉트릭을 포함한 12개의 제조사가
한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 조은애 교수·포항공대(POSTECH) 화학공학과 한정우 교수 공동 연구팀은 수소차 연료 전지에 사용되는 촉매인 백금을 대체할 비귀금속 촉매를 개발했다고 22일 밝혔다. 수소차에 사용되는 '양이온 교환막 연료전지(PEMFC)'는 전기화학 반응 속도를 높이기 위해 전극에 많은 양의 백금 촉매를 사용한다. 연구팀은 백금을 대체할 수 있는 공기극용 '단일 원자 철·질소·탄소·인 소재'를 개발하고, 활성 메커니즘을 규명했다. 이 소재는 탄소에 미량의 철 원소가 원자 단위로 분산돼 있고, 그 주변을 질소와 인이 결합하는 구조라고 연구팀은 설명했다. 이 소재를 촉매로 이용하면 현재 상용 제품에 적용되고 있는 PEMFC뿐만 아니라 차세대 연료전지인 '음이온 교환막 연료전지(AEMFC)'에도 적용할 수 있다. 귀금속인 백금보다 1000분의 1 이상 저렴해 가격 경쟁력을 확보할 수 있다고 연구팀은 덧붙였다. 조은애 교수는 "연료전지는 복잡한 반응 장치라서 새로운 촉매가 개발되더라도 실제 연료전지에 적용하기는 어려운 경우가 많은데 이번에 개발한 촉매는 양이온 교환막 연료전지와 음이온 교환막 연료전지에 적용해 모두 성능을 높이는 데 성공했다
UNIST·POSTECH 연구팀, 태양광 활용 무독성 저가 실리콘 광촉매 개발 표면 개질로 수소 생산 효율 28배 높여… Advanced Materials 게재 최근 태양광을 기반으로 수소와 고부가가치 화합물이 생산 가능한 광촉매가 개발돼 주목받고 있다. 개발된 촉매는 독성이 없고 및 친환경적이기 때문에 이를 활용한 그린 수소 생산 상용화 기술의 귀추가 주목된다. UNIST 에너지화학공학과 류정기 교수팀과 POSTECH 화학과 박수진 교수팀은 공동 연구를 통해 태양광을 기반으로 수소 및 고부가화합물의 생산이 동시에 가능한 하이브리드 실리콘 광촉매를 개발했다. 이는 실리콘 광촉매의 단점을 보완한 고안정성 광촉매다. 기존의 촉매는 태양광으로 활용하기 어렵거나 독성을 가져 발암의 원인이 되는 등 친환경적이지 않다는 단점을 가지고 있었다. 반면, 실리콘 광촉매는 가시광선을 흡수할 수 있어 태양광의 활용도가 높다. 생산 과정에서도 유해한 화학물질을 배출하지 않아 무독성의 친환경적 광촉매로 주목받고 있다. 수소와 고부가가치 화합물의 연속적 생산에 관한 연구는 적절한 촉매의 부재로 인해 거의 보고되지 않았다. 동시에 생산하더라도 강한 염기 조건에서 독성 촉매를 사용하고,
고위험/고강도 현장에 산업용 로봇 적용해 안전 작업장과 생산성 향상 실현 ‘포스코그룹 로봇협의회’ 운영 통해 제철소, 건설 및 제조 현장 적용 확대 포스코DX가 안전한 작업환경과 생산성 향상을 위해 고위험, 고강도 현장에 산업용 로봇을 적용하는 사업에서 가시적인 성과를 내고 있다. 포스코그룹은 스마트팩토리가 적용된 생산현장을 보다 안전한 작업장으로 업그레이드하고, 생산성과 품질 향상을 실현하기 위해 산업용 로봇 도입을 적극 추진하고 있다. 이를 위해 포스코DX를 중심으로 포스코홀딩스, 포스코, 포스코이앤씨, 포스코퓨처엠, RIST, POSTECH 등이 참여하는 ‘포스코그룹 로봇협의회’를 지난해 발족해 그룹차원의 협력 체계를 운영중이다. 지난 15일에는 포스코DX 판교사옥에서 '로봇, 디지털 트랜스포메이션을 위한 가속 페달(Robot, the Accelerator of DX)' 이라는 주제로 컨퍼런스를 열었다. 최신 기술과 시장 트렌드를 공유하고, 제철소 및 건설현장, 이차전지 소재 등 그동안의 로봇 적용 사례를 공유해 향후 확대 방안을 모색하기 위한 목적에서다. 컨퍼런스에는 10여개 포스코 그룹사를 포함해 화낙(FANUC), 다임리서치 등 로봇 전문기업과 K
KAIST-POSTECH 연구팀, 신재생에너지 저장할 수 있는 레독스 흐름전지 개발 KAIST 화학과 변혜령, 백무현 교수 연구팀, POSTECH 화학과 서종철 교수팀이 공동연구를 통해 수계 레독스 흐름전지에 활용할 높은 용해도의 안정한 유기 활성 분자를 개발했다고 23일 밝혔다. 대표적인 2차전지인 리튬이온전지를 대체할 수 있는 수계 레독스 흐름 전지는 낮은 원가, 낮은 발화 위험, 그리고 20년 이상의 장수명 특성을 가져 신재생 에너지와 연계한 에너지저장장치(ESS)로 활용할 수 있다. 레독스 흐름전지로 가장 널리 사용되는 활성물질은 바나듐 원소이지만, 최근 바나듐의 원가 상승으로 인해 이를 대체할 수 있는 레독스 물질의 연구가 활발히 진행되고 있다. 연구팀은 유기 분자의 설계를 통한 수계 레독스 흐름 전지 개발 연구에 집중했다. 유기 분자는 다양한 합성 디자인을 통해 용해도, 전기화학적 레독스 전위 등을 조절할 수 있어 바나듐보다 높은 에너지 저장이 가능한 유망한 활성물질의 후보군이다. 대부분의 유기 레독스 활성 분자들은 낮은 용해도를 가지거나 레독스 반응 시 화학적 안정성이 낮은 문제점을 가지고 있다. 활성 분자들의 용해도가 낮으면 에너지 저장 용량이
KAIST는 생명화학공학과 이진우 교수 연구팀이 POSTECH 한정우 교수 연구팀, LG에너지솔루션 차세대전지연구센터와 공동연구를 통해 기존 대비 에너지 밀도와 수명 안정성을 대폭 늘린 리튬-황 전지를 개발하는 데 성공했다고 19일 밝혔다. 리튬-황 전지는 상용 리튬 이온 전지에 비해 2~3배 정도 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있을 것으로 기대되고 있어, 차세대 이차전지 후보군 중 많은 관심을 받고 있다. 특히, 전기자동차 및 전자기기와 같이 한 번에 얼마나 많은 양의 에너지를 저장할 수 있는지가 중요한 응용 분야의 경우, 리튬-황 전지 기술개발의 중요성이 더욱 대두되고 있다. 높은 수준의 에너지 밀도를 지닌 리튬-황 전지를 구현하기 위해서는 전지 내부에 들어가는 무거운 전해액의 사용량을 줄이면서도 높은 용량과 구동 전압을 확보하는 것이 필수적이다. 하지만, 전지 내부의 전해액 양이 줄어들면, 양극에서 발생하는 리튬 폴리 설파이드 용해 현상에 의한 전해액 오염정도가 극심해져 리튬 이온 전도도가 낮아지고 전기화학 전환 반응 활성이 떨어져 높은 용량과 구동 전압을 구현하는 것이 제한된다. 전 세계적으로 많은 연구진이 리튬 폴리 설파이드의 지속적인 용해 현상 및
포항가속기연구소는 17일 포항가속기연구소 과학관 1층 대강당에서 제11대 강흥식 신임 소장 취임식을 진행했다고 밝혔다. 이날 행사에는 김무환 POSTECH(포항공과대학교) 총장 등 연구소원 300여 명이 참석했다. 강흥식 소장은 취임사를 통해 "앞으로의 5년은 그 어느 때 보다 중요한 시기로서, 미래를 준비하는 도전과 진화의 시간"이 될 것이라며 ▲포항방사광가속기의 안정적 운영 ▲다목적방사광가속기 성공적 구축지원 ▲가속기 분야 인력양성 등 연구소가 나아가야 할 방향을 제시했다. 이를 위해 강 소장은 연구소와 국내대학 간의 소통과 협력 증대를 통해 아이디어를 분출하고 협력으로 실현하는 연구 환경의 조성과 우수인력양성이 필요하다고 말했다. 그는 이어 아프리카 속담 '빨리 가려면 혼자 가고, 멀리 가려면 함께 가라(If you want to go fast, go alone; if you want to go far, go together)'를 인용하며 협력의 소중함을 강조했다. 마지막으로 "늘 새롭게 변화하고 도전을 극복하는 현장이 될 수 있도록, 함께 고민하고 성장할 수 있도록 최적의 환경을 구축하는데 혼신의 노력을 다하겠다"고 덧붙였다. 한편, 포항가속기연구소는
헬로티 김진희 기자 | 포스텍(POSTECH)이 국내 대표 전문 가상자산 거래소 코인원과 크립토·블록체인 기술 공동 연구개발(R&D)을 위한 산학협력을 체결했다. 이번 산학협력은 업계에서 학계 크립토커런시 연구를 장기 지원하는 국내 첫 사례다. 정식 가상자산 사업자 코인원이 연구 개발에 직접 참여해 크립토·블록체인 생태계 발전과 육성에 기여한다는 점에서 그 의미를 더한다. 지난 18일 포스텍 국제관에서 진행된 협약식에는 차명훈 코인원 대표와 김무환 총장, 홍원기·우종수 크립토블록체인연구 공동센터장 등이 참석했다. 앞으로 포스텍 산하 크립토 블록체인 연구센터(CCBR)에서 ‘코인원 연구센터(CRDC)’를 공동 운영하며 크립토커런시 연구를 주도적으로 진행해 나갈 방침이다. 코인원 CRDC에는 코인원 경영진과 포스텍 교수를 주축으로 한 ‘코인원-POSTECH R&D 협력 추진위원회’가 구성된다. ▲미래금융혁신 선도형 가상자산과 블록체인 기술의 공동연구 개발 ▲인턴십 및 장학 제도를 통한 우수 인재양성 ▲가상자산 시장의 건전한 발전을 위한 사회적 책임 기술 연구개발 ▲해커톤 개최 등 블록체인 및 가상자산 분야 벤처육성 등 4가지 분야의 프로젝트가 진행
헬로티 이동재 기자 | 국내 연구진이 고체산화물 연료전지의 핵심인 고성능 촉매를 새롭게 개발했다. 연구를 수행한 대학은 연료를 가리지 않고 전기를 생산하는 고체산화물 연료전지의 상용화가 한걸음 더 가까워졌다고 자평했다. UNIST가 에너지화학공학과 김건태 교수 연구팀이 고성능 복합 용출 촉매를 개발했다고 12일 밝혔다. 용출은 촉매 입자 내부의 금속 나노입자가 표면으로 올라오는 현상으로, 표면으로 올라온 철 나노입자는 촉매 성능을 높이고, 촉매끼리 뭉치는 문제도 막는 역할을 한다. 연료전지는 수소나 탄화수소만으로 물과 전기를 만드는 친환경 발전장치다. 특히 고체산화물 연료전지는 생산이 까다로운 수소 대신 탄화수소를 쓸 수 있고, 발생된 폐열도 재활용할 수 있다는 장점이 있다. 연료전지는 탄화수소와 산소 간 화학반응을 촉진하는 촉매가 그 성능을 결정하는 만큼, 고성능 촉매의 개발이 필수적이다. 용출이 가능한 촉매는 망간 금속계와 철 금속계로 나뉘는데 철 금속계 자체의 성능은 망간 금속계에 비해 뛰어나지만 철 입자를 용출시키는 것이 어려웠다. 김 교수팀은 기존 용출 촉매보다 철 나노 입자가 촉매 표면에 더 작고 균일하게 올라올 수 있는 촉매를 개발했다. 연구팀은
헬로티 이동재 기자 | 포스텍(POSTECH)이 빗썸·코인원·코빗의 합작법인 CODE(COnnect Digital Exchanges)와 트래블 룰(Travel Rule) 거래소 연동 솔루션 개발을 위한 산학협력을 체결했다. 협약식에는 CODE 초대 대표인 차명훈 코인원 대표를 비롯해 방준호 빗썸 부사장, 김회석 코빗 CFO, 홍원기·우종수 포스텍 블록체인연구 공동센터장 등이 참석했다. 지난 8월 빗썸·코인원·코빗은 국제자금세탁방지기구(FATF)가 요구하는 트래블 룰 시스템 구축을 위해 CODE를 설립한 바 있다. 3사는 CODE를 중심으로 각사에서 개발 중이던 솔루션을 연동하고 상호 협력하며 트래블 룰에 대응하기로 했다. 이번 협약으로 포스텍 산하 크립토블록체인연구센터(CCBR)가 트래블 룰 솔루션 개발을 중점적으로 진행할 예정이다. 양사는 가상자산사업자를 위한 트래블 룰 프로토콜과 솔루션 연구개발에 초점을 맞춰 공동 연구에 나선다. 협약은 약 6개월간 진행되며 추후 갱신 여부를 논의할 전망이다. 양사는 트래블 룰 솔루션의 안전성을 높이기 위해 블록체인 기술 기반으로 시스템을 구축할 예정이다. 특히 비트코인의 오프체인 거래 솔루션인 라이트닝 네트워크를 도입해
헬로티 이동재 기자 | 국내 연구팀이 정유 처리의 부산물로 여겨졌던 황을 이용해 30분 만에 리튬-황 전지 양극재를 합성하는 데 성공했다. POSTECH 연구팀은 고에너지 밀도, 고속 충전, 그리고 기계적 유연성을 부여할 수 있는 혁신적인 리튬-황((Li-S) 전지를 개발했다. 추가적인 용매나 개시제, 계면활성제, 입체 안정화제를 사용하지 않고 30분 이내의 빠른 반응시간을 통해 계층적으로 정렬된 형태의 역가황 고분자 입자를 합성한 첫 번째 사례다. 현재 사용되는 고독성 전이 금속계 양극 재료와는 달리, 황은 값이 싸고 풍부하며, 독성이 적다는 점 때문에 주목받고 있는 물질이다. 특히, 리튬-황 배터리는 높은 이론적 에너지 밀도로, 높은 용량을 저장할 수 있어 차세대 배터리로서 가능성을 보여준다. 하지만, 황은 근본적으로 낮은 전기전도도를 가지기 때문에, 활성 물질의 완전한 활용을 방해하여 충방전 속도를 늦추고, 전해질에 용해도가 높아 전지의 수명을 떨어뜨리는 단점이 있다. 연구팀은 기존의 황 전극과 달리 황의 함침 공정을 사용하지 않고, 황과 비닐포스폰산의 역가황 반응을 이용한 공중합을 통해 30분 만에 황 기반 고분자 입자를 합성했다. 짧은 반응시간에 균
헬로티 이동재 기자 | 철강·에너지소재대학원 홍대근 교수와 임창희 교수 공동연구팀이 인공지능을 활용한 출강 자동화 시스템을 개발했다. 이 시스템은 현재 포스코 광양제철소 2제강 2전로에 적용되고 있다. 컵 안에 있는 불순물을 제거하기 위해 컵을 천천히 기울여 불순물만 걸러내듯이, 출강은 전로 안에 떠 있는 슬래그(불순물)를 천천히 걸러내는 작업이다. 지금까지 출강 방식은 작업자가 고온, 고열의 작업 환경에서 육안으로 확인하면서 이 작업을 매일 수십 차례 수동으로 작업해야 했다. 그렇다 보니 작업자의 숙련도에 따라 제품 성분이나 미세한 품질의 편차가 발생하고, 데이터를 정량화하기 어려움이 있었다. 또한, 고열 작업 특성상 안전사고에 노출될 수밖에 없었다. 연구팀은 전로 출강자동화를 위해 포스코 기술연구원, 광양제철소 제강부와 협업해 영상분석 연구를 수행했다. CCTV를 통해 실시간으로 수집되는 다트(내화물) 투입 영상과 SDS(Slag Detection System) 영상을 이용해 딥러닝 기반 다트 투입 적중 여부 자동 판정 기술을 각각 개발했다. 먼저, 작업을 단계별로 세분화하고 조건별 데이터를 수집, 표준화한 다음 출강 패턴을 도출했다. 이렇게 도출된 출강
헬로티 이동재 기자 | 한·뉴질랜드 공동연구팀이 독성은 줄이고 세포 친화적일 뿐만 아니라 물성을 향상시킨 바이오잉크를 개발해, 대(大)체적의 장기를 제작하는 방안을 제시했다. 포항공과대학교(POSTECH) IT융합공학과·기계공학과 장진아 교수, 기계공학과 김현지 박사, IT융합공학과 강병민 씨 연구팀은 뉴질랜드 오타고대학 쿤 림 교수, 스티븐 쿠이 박사 연구팀과 공동으로 임상에 적용할 수 있는 광 개시가 가능한 탈세포화 세포외 기질1 바이오잉크를 제작하는 데 성공했다. 바이오잉크란 3D/4D 프린팅을 통해 체내 조직이나 장기를 만들 때 사용되는 소재다. 세포를 보호해 프린팅 후 세포 생존을 유지할 수 있는 환경을 만드는 것이 바이오프린팅 기술의 핵심이다. 지금까지 연구된 바이오잉크는 체내 세포외 기질의 특이적 성분 중 일부만을 가질 뿐 세포에 체내와 유사한 환경을 제공하는 데에 한계가 있었다. 뿐만 아니라, 바이오잉크의 프린팅 효율을 높이기 위해서는 UV 광 개시제를 이용하거나, 다른 물질과 섞어야 했다. UV 광 개시제는 독성을 가지기도 하지만, 급진적인 화학반응으로 체내 활성 산소를 만들어 세포에 유해한 한계점을 지닌다. 또한, 다른 물질과 섞는 경우,
헬로티 이동재 기자 | POSTECH‧고려대 공동연구팀이 태양 빛을 반사하거나 투과시켜 에너지 소비를 줄일 수 있는 복사 냉각 소재를 개발했다. 건물이나 전망대 등에 사용하면 에너지 효율을 대폭 높일 수 있을 것으로 기대된다. 공동연구팀은 가시광 빛을 투과하고, 근적외선 빛을 반사하는 동시에 대기가 투명한 구간인 파장 8~13마이크로미터(μm) 구간에서는 열을 방사하는 투명 복사 냉각 소재를 개발했다. 복사 냉각 기술 물체가 태양으로부터 에너지를 적게 받고, 복사열을 방출함으로써 온도를 낮출 수 있는 기술이다. 지금까지 개발된 복사 냉각 소재는 태양광의 모든 빛을 투과하는 투명 방사 소재이거나 태양광의 모든 빛을 반사하는 불투명 소재로 제한돼 있었다. 이처럼 소재의 투명성은 복사 냉각을 실생활에 응용을 위한 중요한 특성이지만, 투명한 시스템에서 투과한 빛은 내부에 갇혀 오히려 온도를 올리는 주요 요인이 된다. 연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 투명 복사 냉각 소재 개발에 주목했다. 연구팀은 빛의 특성을 이용해 가시광은 투과하면서, 근적외선은 반사하고, 중적외선은 방사할 수 있는 소재를 제시했다. 이번에 개발된 투명 복사 냉각 소재는 근적외선의 빛을 선택적으
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