문화체육관광부, 2014년도 우수콘텐츠잡지
세라믹코리아 자매지 『월간도예』 선정

문화체육관광부(장관 유진룡, 이하 문체부)는 ‘2014년도 우수콘텐츠잡지’로 세라믹코리아 자매지 『월간도예』(발행인 황호연)를 비롯한 총 54종의 잡지를 선정해 발표했다. 우수콘텐츠잡지 선정은 창간한 지 3년 이상이 되었으며, 현재 국내에서 발행되고 있는 유가잡지를 대상으로 진행됐다. 1월에 진행된 공모에는 총 157종의 잡지가 접수돼 우수콘텐츠잡지에 대한 높은 관심을 확인할 수 있었다.
선정된 잡지는 ‘문화체육관광부 선정 우수콘텐츠잡지’ 인증 로고를 2년간 사용할 수 있다. 또한 문체부는 약 11개월 동안, 선정된 잡지를 1종당 1천 2백만 원 상당을 구입하여 잡지 성격에 맞는 문화 소외 시설(다문화가족지원센터, 장애인복지시설 등) 300곳 및 재외 한국문화원에 배포, 문화원을 방문하는 외국인들에게 우리 문화를 소개하고 한류문화를 확산하는 데 기여할 수 있도록 할 계획이다.
문체부 관계자는 앞으로 잡지 산업 진흥 계획이 원활히 추진될 수 있도록 최선의 노력을 경주하며, 특히 잡지를 미디어 산업의 기반으로 인식하고 매체 간 균형적인 발전이 이루어질 수 있도록 다양한 방법으로 지원해나갈 예정이라고 밝혔다. ‘2014년 우수콘텐츠잡지’ 선정에 대한 자세한 내용은 한국잡지협회(회장 남궁영훈) 홈페이지(www.magazine.or.kr)에서 확인할 수 있다.

세라믹기술협의회 3월 월례회의 개최
세기원 기업협력센터 김경자 센터장 특강

한국세라믹기술협의회(회장 오유근)는 지난달 27일 세라믹총협회 사무실에서 3월 월례회를 개최했다. 월례회에 앞서 기술협의회 오유근 회장은 인사말을 통해 “겨울이 지나고 날이 좋아졌다. 회원들도 다들 건강한 모습으로 만나서 보기 좋다.”며 협의회 회원들의 건강을 기원했다.
이후, 한국세라믹기술원 기업협력센터 김경자 센터장의 “세라믹산업과 기술동향 및 중소기업 지원시책”에 대한 특강이 있었다. 김경자 센터장은 소재로서 세라믹의 강점을 바탕으로 21세기 첨단소재의 바탕이 될 것이라고 설명했다. 이전까지 IT 중심의 첨단 세라믹 산업이 앞으로는 점차 에너지·환경·바이오 산업의 중심 소재가 될 것이라고 분석했다. 마지막으로 다양한 세라믹관련 국가지원시책들을 설명했다. 김경자 센터장은 “중소기업 지원시책에 대해 추가로 상담할 것이나 궁금한 것은 세라믹기술원 기업협력센터로 문의하시면 자세히 설명해드리겠다.”고 참석자들의 관심을 끌었다.  한편, 세라믹기술협의회는 오는 5월 월례회로 공주도예촌과 인근 세라믹공장 탐방을 계획하고 있다.

국내 연구진에 의해 차세대 에너지원으로 주목받는 유기 태양전지의 모듈 효율을 크게 높이고 제작공정을 단순화하는 기술이 개발됐다.
이광희 광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 교수가 주도하고 강홍규 박사과정 연구원등이 수행한 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업과 선도연구센터사업 지원으로 진행되었다.
유기 태양전지는 실리콘이나 화합물 반도체를 주원료로 하는 무기 태양전지와 달리 용액공정이 가능하고 휘어질 수 있어 다양한 곡면에 부착하는 태양광 발전 등으로의 응용 가능성 때문에 주목받고 있다.
하지만 유기 태양전지는 대량 생산이 어려운 게 단점이었다. 기판 위의 작은 태양전지들을 직렬로 배열해야 하는데, 미세한 유기 태양전지들을 마이크로미터 간격으로 배열하고 이를 직렬로 연결하는 공정이 까다로웠기 때문이다. 직렬연결을 위한 기판 면적을 확보하다 보면 태양전지의 유효 면적을 늘리기 어려워 제작 효율이 떨어질 수밖에 없었다.
연구팀은 은 나노입자를 첨가해 만든 좁은 면적의 유기 태양전지 연결부위에 전기장을 가해 금속 필라멘트 나노전극을 만들어 직렬 배열을 효율적으로 할 수 있도록 만들었다. 작은 유기 태양전지들을 직접 전극으로 연결할 수 있는 새로운 방식을 고안한 것이다.
실제 이 같은 태양전지 제작기술을 적용한 결과 제작 기판의 단위 면적당 태양전지의 유효면적이 20~30% 늘어났다. 같은 넓이의 기판을 사용할 경우 더많은 태양전지를 제작할 수 있어 대량 생산이 가능해지는 셈이다.
이 교수는 “기존 제작 방식에서 탈피한 새로운 방법을 고안한 것으로 유효면적이 극대화되는 만큼 인쇄형 유기 태양전지의 상용화를 앞당길 수 있을 것”이라 말했다.
한편, 소재 분야 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 3월호 표지논문으로 게재됐다.

LG이노텍, LED칩 설계구조 변경으로 광효율 30%이상 향상
LG이노텍이 발광다이오드(LED) 칩 설계 구조를 변경해 광 효율을 1년 만에 30% 이상 향상시켰다. 고출력 LED 시장에서 확보한 광 효율 핵심 기술을 기반으로 질적 성장은 물론이고 세계 LED 시장 선두 자리에 오르겠다는 계획이다.
지난달 25일 업계에 따르면 LG이노텍은 최근 고출력 LED 패키지의 광 효율을 167 루멘퍼와트(㏐/W)까지 끌어올렸다. 1년 전엔 129㏐/W 수준이었다.
광 효율은 LED 조명의 성능을 나타내는 척도로, 동일한 전력으로 더 밝은 빛을 낸다는 의미다. 할로겐램프의 광 효율이 20㏐/W 내외인 점을 감안하면, 8배 이상 밝은 빛을 낼 수 있는 수준이다.
LG이노텍이 광 효율을 극대화할 수 있었던 것은 ‘차세대 수직형 칩’ 기술 덕분이다. 이 기술은 온도와 전기적 특성이 우수한 ‘신 구조 에피 웨이퍼’를 활용, 경쟁사보다 5% 이상 열 특성이 우수하다는 게 회사 측 설명이다.
LG이노텍은 열 방출 능력을 향상시켜 제품 수명기간도 늘렸다. 5만4000시간 이상 사용할 수 있다. 미 환경보호청(EPA) 인증프로그램인 에너지스타의 LED 조명 신뢰성 평가 기준 ‘LM-80’ 인증도 받았다. 이외에 연색지수도 90이상을 확보해 눈 피로를 줄였다.
LG이노텍은 실내 조명에 주로 사용되는 미들파워 LED에 이어 하이파워 LED까지 높은 수준의 기술 경쟁력을 확보한 만큼 글로벌 시장 공략에 속도가 붙을 것으로 기대하고 있다. 회사는 실내외 조명뿐 아니라 차량용, UV(자외선) 등 특수 시장까지 저변을 넓혀 나갈 계획이다.
LG이노텍 관계자는 “지난해 LED 사업 매출에서 조명 부문 비중이 24%를 차지했다”며 “올해는 30% 후반까지 증가할 것”으로 기대했다.

안료시장 절대강자 머크, 푸른 진회색 ‘시라릭NXT’ 선보여

머크는 차세대 안료 중 하나로 꼽히는 ‘시라릭(Xirallic) NXT’를 내달 초 출시한다고 지난달 24일 밝혔다.
머크는 자동차 마감재 시장에 주로 사용되는 광택 안료 시장에서 지난 수년간 업계 선두를 유지하고 있다. 지금까지 산화알루미늄 기반의 특수 안료를 생산할 수 있는 유일한 기업이다.
이번에 새롭게 선보이는 시라릭 NXT는 색다른 반짝임 효과와 월등한 스타일 연출 능력, 일관된 품질 등이 특징이다. 내달 초 미국 애틀랜타 ‘아메리칸 코팅쇼’에서 처음 공개하는 ‘NXT 판테라 실버(Panthera Silver)’는 짙은 회색을 띠며 푸르스름한 메탈 느낌을 연출할 수 있다. 또 미광과 함께 생기 있는 반짝임 효과를 낸다. 주로 자동차 시장을 겨냥했지만 플라스틱, 공업용 코팅재, 가죽 마감재 등에도 응용할 수 있다. 머크는 올해 말까지 시라릭 NXT 제품군의 색상을 추가해 두 가지 옵션으로 제공할 예정이다.

포스코ICT, 국내최대 ESS 시험센터 문 연다
포스코ICT가 국내 최대 규모 ESS 시험센터를 운영한다. 다양한 설치 환경에 따른 발 빠른 시장 대응력과 제품 경쟁력을 확보해 중대형 ESS 시장을 선점하겠다는 전략이다.
포스코ICT는 포항 포스코 본사에 전용면적 2500m² 규모 ESS 전용 시험센터를 건립할 예정이다. 시험센터는 전력변환장치(PCS) 기준 4㎿(4㎹A)급 설비로 국내외 시장이 요구하는 ESS 최대 단위 용량 규모다. 이는 ESS 완제품으로 따지면 최소 100㎾h에서 수십㎿h 용량까지 자체 성능테스트가 가능하다.
지금까지 중대형 ESS 대부분은 PCS・이차전지 제조사별로 성능과 품질관리(QC)를 진행한 후 곧바로 현장에서 설치・운영하기 때문에 시스템 통합과 엔지니어링 과정에서 오류가 적지 않은 시행착오 기간이 소요됐다. 실제로 국내 일부 도시지역에 설치된 ESS가 풍력 등 신재생에너지와 연동하는 과정에서 PCS의 출력 불안정과 시스템 엔지니어링 미비로 장기간 작동이 안 된 사례가 종종 발생했다.
포스코ICT가 구축하는 시험센터는 PCS와 대용량 배터리 간 충・방전, 전력제어에 따른 출력 안정화 등 다양한 성능 시험이 가능하다. 이와 함께 고객 요구에 따라 풍력・태양광 발전기와의 연동은 물론이고 ESS용 주력 배터리인 리튬이온 이차전지 이외 다양한 종류의 배터리에 대한 성능도 시험할 수 있다.
시험센터 구축으로 포스코ICT는 산업・제조설비용 ESS나 대규모의 ‘태양광+ESS’ 융합 솔루션 등 엔지니어링 기술을 확보하게 됐다.
최창호 포스코ICT 상무는 “ESS 시장이 전력계통이나 대규모 신재생에너지원과 융합되면서 대용량화됨에 따라 ESS 최대 단위 용량의 시험센터를 갖추게 됐다”며 “대용량 ESS 개발이나 엔지니어링 기술 보유로 시장 경쟁력은 물론이고 고객 대응의 유연성을 확보해 국내외 시장 공략에 적극 나설 것”이라고 말했다.
포스코ICT는 포스코그룹을 비롯해 에너지 다소비 사업장 환경에 적합한 ESS를 제안하는 한편 일본 태양광 시장에 ESS와 연계한 융합 시장에도 참여할 계획이다.

LED봉지재, 실리콘에서 세라믹으로 바뀌나…

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▲지머터리얼즈의 투명한 세라믹계 LED봉지재
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국내 소재 전문업체들이 발광다이오드(LED)의 수명과 품질을 좌우하는 봉지재 국산화 비중을 높이기 위해 기존 실리콘 대신 세라믹을 차기 소재로 개발하고 있다. 제품 상용화에 성공하면 상당한 수입대체 효과를 거둘 수 있을 것으로 전망된다.
대주전자재료・지머터리얼즈 등 국내 소재 전문업체는 최근 세라믹 소재를 적용한 봉지재 개발에 한창이다.
LED 봉지재는 LED 칩을 보호하고 외부로 빛을 투과시키는 기능을 하는 것으로 칩 발광층에 덧씌우는 투명한 소재다. 현재 에폭시 계열과 실리콘 레진 등 열경화성 수지가 주로 사용되고 있다. 국내 시장의 80% 이상을 독점하고 있는 다우코닝과 신에츠도 실리콘 기반이다. 하지만 장기 사용 시 황변 현상으로 인한 성능 저하가 나타나고, 특히 내열성이 높은 ‘메틸 실리콘형’ 봉지재는 가스 배리어성이 낮아 소자 열화나 전극 부식 등의 원인이 되고 있다.
제일모직・대주전자재료・KCC 등도 기존 실리콘 소재로 봉지재를 개발해 시장에 나섰지만 현재까지 실적이 미미하다.
업계는 같은 소재로는 글로벌 기업과의 경쟁에 한계가 있다고 판단, 신소재 개발에 나서고 있다. 대주전자재료가 가장 적극적이다. 대주전자재료는 세라믹 소재의 한 종류인 글라스를 이용한 LED 봉지재를 개발하고 있다. 수명이 길고, 실리콘보다 저렴한 가격에 공급할 수 있다. 현재 관련 신제품 개발이 마무리 단계여서 이르면 내년 초 출시될 전망이다. 이 회사는 향후 LED 봉지재뿐 아니라 차량용으로도 활용 범위를 넓혀 나가겠다는 계획이다.
지머터리얼즈는 투명한 세라믹계 봉지재를 개발해 업계의 관심을 사고 있다. ‘저온 세라믹 접착 기술’을 기반으로 세라믹 특유의 내열성과 방열 특성을 유지하면서도 1.52의 높은 굴절률을 보인다. 150℃ 이상의 고온에서 황변 현상도 없다. 특히 기존 실리콘 공정을 그대로 적용할 수 있다는 게 최대 강점이다. 이 회사 관계자는 “현재 여러 LED 패키지 업체들과 제품 테스트를 진행하고 있다”며 “올해 내 가시적인 성과가 있을 것으로 예상된다”고 말했다.
현재 다우코닝 등이 공급하는 실리콘 봉지재 평균 가격은 1㎏당 460달러 수준이다. 국내 업체들이 상용화 준비 중인 세라믹 봉지재는 이보다 더 낮은 수준으로 출시될 예정이다.
업계 한 관계자는 “많은 LED 업체들이 하이파워 LED칩과 UV LED칩에 실리콘 봉지재를 적용하면 조명 수명이 짧아져 고민하고 있다”며 “글라스와 세라믹이 이런 문제를 해결할 수 있다면 새로운 대안책이 될 수 있을 것”이라고 말했다.

국내서 저가형 웨어러블컴퓨터 패키징 기술개발

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▲KAIST가 개발한 플렉시블 전자기기로 LED 전구를 켜는 모습
백경욱 KAIST 교수 연구팀이 전기가 잘 통하면서도 자유자재로 구부릴 수 있는 특수 신소재를 이용한 저가형 플렉시블 패키징 기술을 개발했다.
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웨어러블 컴퓨터로 불리는 ‘입을 수 있는 기기’는 액세서리나 의류 또는 신체에 직접 부착하는 등 다양한 형태의 전자제품을 의미한다. 사람의 몸에 기기를 부착하기 위해서는 행동에 불편함이 없도록 유연한 형태를 갖춰야 하고 몸을 구부리는 등 다양한 형태에 맞춰 장치가 변화해야 한다. 이를 구현하기 위해서는 유연한 반도체와 디스플레이, 배터리, 패키징 기술 개발이 핵심요소다. 유연한 반도체 소자나 디스플레이, 배터리 기술은 개발에 속도를 내고 있지만 모든 전자부품을 통합하기 위한 패키징 기술개발은 더딘 상태다.
패키징 기술은 스마트폰과 컴퓨터, 가전기기 등 모든 전자제품의 하드웨어 구조를 통합하는 기술로 기기의 연결부위나 납땜 과정에 사용되는 반도체와 전자 부품을 전기적으로 접속시켜야 하는데 구부리거나 형태를 바꿀 경우 접속 부위가 손상되기 쉬어 휘는 전자기기 적용에 어려움을 겪어왔다.
연구팀은 유연한 움직임에 맞춰 패키징 기술을 구현하기 위해 이방성 전도성 필름(ACF・Anisotropic Conductive Film) 이라는 신소재를 사용했다. 이방성 전도성 필름은 유연하게 구부러진 상태에서도 전극과 전기적 접속을 잘 유지할 수 있는 신소재다.
연구팀은 기존의 두껍고 딱딱한 반도체 소자를 30-50마이크로 미터 두께로 얇게 갈아낸 다음 플렉시블 기기용 이방성 전도성 필름 신소재를 사용해 기판에 패키징 했다. 기존 플렉시블 반도체 기술 보다 공정이 간단하고 제작 가격도 저렴한 것이 특징이다. 개발된 플렉시블 패키징된 반도체는 직경 6mm 수준까지 구부려도 전기적 성질을 우수하게 유지했다.
백경욱 교수는 “이번 패키징 기술의 개발로 간단한 손짓으로 컴퓨터를 조작하고 전화나 문자, 메신저 등 다양한 정보를 편리하게 받아볼 수 있는 웨어러블 컴퓨터 시대가 한 발 더 앞당겨 질 것”이라며 “앞으로 입는 기기의 중앙처리 장치나 메모리 반도체, 센서반도체, 자유롭게 휘는 스마트 폰 등 다양한 전자제품의 조립분야에 널리 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.

한화L&C, 고용보장 조건하에 건재 부문 매각추진
한화L&C(대표 김창범)가 건재 사업 부문 매각을 본격 추진하기로 했다고 지난달 17일 밝혔다.
이번 사업 구조조정을 통해 자동차 경량화 복합소재나 전자소재 등에 역량을 집중하겠다는 전략이다.
소재와 건재 사업은 속성이 달라 지난 2012년부터 분리해 운영하고 있다. 건재 사업은 리모델링 시장이 활성화되면서 안정적인 성장을 이어가고 있는 반면에 소재 사업은 성장 잠재력에도 불구하고 일정 규모 이상의 선제적 투자가 필요하다. 이번 건재 사업 부문 매각을 통해 마련된 재원은 소재 사업 투자에 활용할 계획이다.
매각 협상은 이달 말이나 다음 달 초 인수 대상자가 현장 실사 후 진행될 예정이다. 예정대로라면 오는 7월 전후로 모든 매각 절차가 완료될 전망이다.
김창범 대표는 “현장 직원들의 동요가 크지만 협상 대상자와는 직원에 대한 근로 조건 및 고용 보장, 복리 후생을 그대로 승계하는 것을 원칙적으로 합의한 상태”라며 “향후 전개될 본 협상 과정에서도 회사는 최우선적으로 고려할 것”이라고 말했다.

제주도, 국내최초로 ‘신재생에너지+ESS’ 융합 모델 구축 의무화
제주특별자치도가 국내에서 처음으로 신재생 에너지 일부를 반드시 에너지저장장치(ESS)로 설치해야 한다는 ‘신재생에너지+ESS’ 융합 모델 구축을 의무화한다. 날씨나 기후변화에 따라 발전량 기복이 심한 신재생에너지 발전 효율을 높이기 위한 유일한 대책이지만 일각에서는 ESS 추가에 따른 비용 부담 등 사업자 반발도 예상된다.
제주도는 풍력발전기 설비용량에 따라 일정량 이상 ESS 설치 의무화를 담은 ‘전력계통 연계망의 안정 및 풍력발전출력 신뢰 향상을 위한 ESS 설치’ 공고를 이달 고시한다고 지난달 20일 밝혔다. 도내 풍력 발전사업 허가를 받은 사업자는 1년 내 발전 설치 용량의 10%만큼 ESS를 의무 구축해야 한다. 제주에 운전 중인 풍력발전기 64기(설치용량 110㎿)에 해당하는 약 11㎿h(배터리 용량)를 포함해 앞으로 들어서는 풍력발전기 모두가 ESS를 구축해야 한다.
지금까지 풍력발전기에서 생산된 전력은 전력계통에 보내 한국전력 전력수급정책에 따라 도내 수용가에 전달됐다. 하지만 풍력・태양광 발전기는 날씨에 따라 발전량 기복이 심해 전력계통에 안정적인 공급이 어려웠다. 이에 ESS의 저장한 전기는 풍력발전기의 부족한 출력량을 채우거나 남는 발전기의 전기를 저장해 재사용하는 데 활용된다. 제주도의 풍력 등 신재생에너지원 발전비율이 늘어날 전망이다.
하지만 긍정적인 효과와 달리 반발도 예상된다. ESS 도입으로 적지 않은 비용이 소요되기 때문이다. 종전 투자 대비 3~4년의 손익분기점(BEP)이 늘어날 수 있다는 우려까지 제기됐다. 10㎿의 풍력발전기 구축비용은 약 200억원이지만 10억원 안팎의 ESS(1㎿h급)를 추가해야 한다. 여기에 기존에 없었던 발전 손실도 발생한다. 풍력에서 생산된 전기를 ESS에 담았다가 전력계통에 보낼 때 발생하는 충・방전 손실은 약 15%에 달한다. 그만큼 한전에 판매할 수 있는 전력량이 줄어든 셈이다.
산업통상자원부는 제주의 풍력발전기 ESS구축 의무화에 따라 기존 신재생공급인증서(REC) 가중치를 피크 시간에 따라 0.4에서 최고 2까지 변동 부과하는 방안을 검토 중이다. 초기비용 부담을 덜기 위한 대책으로 해석된다.
김홍도 제주도 스마트그리드과장은 “전력계통 연계망에 안정적인 공급과 풍력발전출력 신뢰도 향상을 위해 ESS 구축 의무화를 이달 고시할 것”이라며 “발전사업자의 초기 투자비용 부담을 줄이는 방안을 검토하고 있다”고 말했다. 업계 관계자는 “풍력발전기와 ESS 융합은 발전효율은 물론이고 발전기 운영에도 도움 되는 최적의 모델이지만 초기 투자비용이 적지 않게 든다”며 “충・방전 과정에서 손실되는 전력소모 등을 고려해 보다 현실적인 지원책을 마련해야 한다”고 말했다.
 
이온, 정전대비+심야사용 가능한 ‘ESS+UPS’출시

정전 발생 시 즉각적으로 전력을 공급하고 저렴한 심야 전기를 자유롭게 활용할 수 있는 무정전전원장치(UPS) 겸용 에너지저장장치(ESS) 하이브리드 모델이 국내에서 처음 상용화됐다. 대규모로 전력을 소비하면서 정전에 민감한 전산・데이터 센터 등에 유용할 전망이다.
이온(대표 강승호)은 ‘ESS+UPS’ 융합 솔루션을 개발하고 데이터센터 중심으로 시장 공략에 나선다고 지난달 16일 밝혔다.
UPS는 정전 발생 시 비상전원을 공급해 갑작스러운 서버 가동 중단이나 데이터 손실, 엘리베이터 미작동 등 피해를 예방하는 데 주로 사용된다. 전력변환장치(PCS)와 대용량 배터리로 구성되는 ESS는 전기를 저장했다가 전력 피크 등 필요할 때 전기를 꺼내 쓸 수 있다. ESS와 UPS는 활용 분야는 다르지만 급변하는 전력 환경에 따라 능동적인 전력제어 기술이 핵심이다.
이온 하이브리드 모델은 디지털 벡터 제어방식의 스위칭 기술을 접목해 고효율 성능과 제품 경량화를 실현했다. 여기에 전력 계통의 운영 효율을 높이는 역률보상 기능으로 에너지 절감을 유도한다. SK이노베이션 리튬이온 이차전지를 장착해 기존 납축전지를 채택한 UPS보다 부피는 30%가량 줄었고 장비 수명도 다섯 배 이상 길다. 리튬이온 배터리 기반 전력 제어와 설계 기술이 주효했다는 평가다.
‘ESS+UPS’는 정전 등 비상시에는 UPS로 작동하고 평상시에는 ESS로 활용할 수 있다. 고가의 대용량 배터리를 채택한 ESS의 경우 투자비 회수 기간도 기존 10년 이상에서 절반으로 줄일 수 있다는 게 회사 측 설명이다.
이찬재 이온 상무는 “전국의 모든 데이터센터 연간 전력소비량은 11억㎾h로 이는 울산시 전체 전력 소비량과 맞먹는 규모”라며 “전국의 데이터센터를 ‘ESS+UPS’로 대체한다면 그 만큼 전력예비율 확보할 수 있을 것”이라고 말했다. 그는 이어 “다양한 환경에 따라 두 가지 용도로 활용하기 때문에 단품 장비보다 경제성이 뛰어나다”고 덧붙였다.
이온 ESS+UPS는 용량기준으로 20kVA부터 최대 500KVA까지 다양한 종류의 모델을 확보했다. 외산업체가 주도하는 국내 UPS 시장과 중대형 ESS 시장을 공략할 방침이다.

강릉서 금속분야 특화한 3D프린팅기술센터 개소

금속 분야에 특화한 3D프린팅기술센터가 국내 처음으로 강원도에서 문을 열었다.
강원도와 한국생산기술연구원강원지역본부(본부장 김원용)는 최첨단 3D프린터와 부대장비를 갖춘 3D프린팅기술센터를 지난달 11일 개소했다. 이날 개소식에는 최문순 강원도지사를 비롯해 이영수 한국생산기술연구원장, 정상기 강릉과학산업진흥원장, 김성인 철원플라즈마산업기술연구원장, 이시우 춘천바이오산업진흥원장, 신승호 강원대 총장, 전방욱 강릉원주대 총장 등이 참석했다.
김원용 생기원 강원본부장은 “금속 분야를 특화한 3D기술센터는 우리가 처음”이라며 “연구개발(R&D)부터 시제품 제작, 제품 양산 등 3D프린팅과 관련한 원스톱 지원 서비스를 제공할 수 있는 인프라를 갖췄다”고 밝혔다.
센터는 3D프린팅 산업을 선도하기 위한 전략기술 개발과 관련 중소기업 지원에 주력한다. 제품 개발과 시제품 제작, 제품 양산을 기업과 공동으로 추진하고 중소기업 지원을 위한 3D프린팅 공동장비 활용센터도 구축한다. 소규모 기업의 창업 활성화를 위한 인큐베이팅 사업도 실시한다.
국내외 전문가로 구성한 협의회도 상반기 중 구축한다. 특히 강원도가 강점으로 보유하고 있는 비철금속 자원을 활용한 3D 프린팅301용 소재개발에 힘쓴다.
김원용 본부장은 “지난해부터 3D 프린팅 기술도입과 활용을 위한 금속기반 응용 연구를 활발히 진행해왔다”며 “현재 보유하고 있는 첨단 3D 프린팅 장비를 활용해 원소재부터 첨단산업 고부가 응용기술, 시제품 제작기술 개발, 기업지원 및 추가 인프라 구축 등에 나서겠다”고 밝혔다.

김상욱 그룹리더팀,

10cm지름 그래핀 필름 2분 만에 제작하는 기술개발
국내 연구팀이 그래핀 필름을 형성하는 새로운 방법을 개발했다. 와인이 잔의 벽을 타고 흘러내리는 흔히 ‘와인의 눈물’로 알려진 마랑고니 효과와 자연대류 현상을 이용해, 그동안 그래핀 필름을 생산하는 복잡한 공정의 어려움과 고비용 문제를 상당 부분 해결할 것으로 기대된다.

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▲물위에 휘발성 용매를 첨가하는 간단한 방법으로 용액에 분산한 그래핀 나노입자가 계면에서 조립된다. 약 10센티미터 지름의 필름이 2분 이내에 형성된다. 그래핀은 탄소원자가 벌집 모양으로 결합된 단일 탄소원자층으로 전도성이 뛰어나면서 투명하고 유연해 차세대 전자 및 광전자 소자 재료로 각광받고 있다.
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기초과학연구원 나노물질 및 화학반응 연구단의 김상욱 그룹리더팀(KAIST 교수)은 그래핀 용액을 혼합한 물에 물과 일부 섞일 수 있는 휘발성 유기용매를 소량 첨가해 증발시키는 매우 간단한 방법으로 10cm 지름 크기의 그래핀 필름을 약 2분만에 형성하는 새로운 방법을 개발했다고 지난달 5일 밝혔다.
이번 연구의 핵심은 저렴하고 에너지 친화적인 방법으로 높은 투명도를 갖는 나노두께의 대면적 그래핀 필름을 형성한 점이다.
지금까지 개발된 그래핀 코팅이나 필름 제조 방법은 매우 복잡한 과정을 거쳐야하고 많은 시간이 소요되는 단점이 있었다. 실제 고품질 그래핀은 200도에 가까운 고온이 아니면 증발되지 않는 극히 제한적인 유기용매에만 고농도로 분산되기 때문에 화학적 기상증착법(CVD)에 의해 금속 위에서 그래핀 필름을 합성하거나, 산화그래핀(graphene oxide)을 제조한 뒤 수상에 고농도 분산해 코팅 또는 필름을 제조하는 방법이 사용돼 왔다.
하지만 이번에 개발한 그래핀 필름 제조법은 고가의 장치나 별도의 분리・환원공정을 거치지 않아도 돼 다양한 소재의 표면에 그래핀 필름을 보다 간편하고 저렴하게 위치시킬 수 있다는 장점을 지녔다.
특히 기존에 나노두께의 필름 제조가 어려웠던 다양한 유기・무기 나노입자들의 단독 혹은 복합 필름 제조가 가능하고 필름 형성과정에서 그래핀에 금, 팔라듐 등의 금속 나노입자를 붙일 수 있기 때문에 다양한 특성을 갖는 나노박막의 제조 및 소재의 표면처리에 활용할 수 있다.
연구팀은 “이번 연구성과는 자연계에서 일어나는 유체현상을 이용해 용액 중에 분산된 나노입자를 매우 짧은 시간 안에 스스로 필름의 형태로 성장시키는 제어기술의 새로운 지평을 열었다”며 “앞으로 화학공학 분야와 소재 및 바이오 분야 발전에 중요한 기술적 기반을 제공할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.
이번 연구 성과는 미국화학회가 발간하는 재료공학 분야 권위지인 ‘나노레터스’(NANO LETTERS)에 2월 13일자로 온라인 게재됐고, 3월호 저널에도 실렸다.

울산과기대 김진영 교수, 이달의 과학기술자상 3월 수상자로 선정
미래창조과학부(장관 최문기)와 한국연구재단(이사장 정민근)은 UNIST 에너지 및 화학공학부 김진영 교수를 이달의 과학기술자상 3월 수상자로 선정했다. 김진영 교수는 20분간 자외선을 쬐는 간단한 방법으로 LED와 태양전지의 광전소자 효율을 향상시킨 연구결과의 공로를 인정받았다. 미래부와 한국연구재단이 추진하는 기후변화대응기술개발사업의 지원을 받아 은 나노입자의 표면플라즈몬 공명을 이용해 고분자 광전소자의 효율을 획기적으로 끌어올렸다는 평가다.
고분자와 같은 유기물은 실리콘 같은 무기물보다 제작비용이 저렴하고, 용액공정으로 박막제조가 가능하다는 장점에도 불구하고 효율이 낮다. 입자 크기나 모양을 변화시키거나 두 종류 이상의 금속 나노입자를 동시에 사용해야 효율을 높일 수 있지만 과정이 번거로워지는 단점이 있었다. 이에 김 교수 연구팀은 20분간 자외선을 쬐여 탄소나노입자 표면에 표면플라즈몬 공명을 일으킬 수 있는 은 나노입자가 장식된 복합체를 만들고 이를 광전소자에 적용했다. 인접한 은 나노입자간의 상호작용에서 발생하는 강한 전기장은 크기나 모양이 바뀌지 않고 넓은 파장영역대의 광흡수가 가능해진다. 발광다이오드나 태양전지에서 태양빛을 더 효율적으로 사용할 수 있게 한 것이다.
스마트폰 디스플레이인 유기발광소자에 적용할 경우 기존 절반 정도의 전력으로 비슷한 밝기를 낼 수 있어 배터리 소비를 줄여 기기 사용시간을 늘릴 수 있을 것으로 기대된다.
김 교수는 “고분자 태양전지는 실리콘을 제외하면 상용화되지 않아 중국의 대학과 연구소들의 관심이 뜨겁다”며 “고분자 태양전지 효율이 10%이상 되면 야외용 텐트나 가방, 옷 등에 부착할 수 있는 휴대용 발전소가 될 것”이라고 전망했다.
관련 성과는 작년 9월 광학분야 국제학술지 네이처 포토닉스에 게재되었고, 하이라이트로 별도 소개되는 등 주목 받고 있다.

삼성정밀화학, 태양광 축소하고 반도체에 투자
삼성정밀화학이 지난달 20일 미국 나스닥시장에 신규 상장하는 SSL사의 신규주식을 매입해 반도체 재료사업에 진출했다고 밝혔다.
삼성정밀화학은 미국 선에디슨(SunEdison)과 함께 설립한 폴리실리콘 합작사 SMP의 지분 35%를 1400억원에 선에디슨에 매각하고 지분 매각금액 중 1억 달러 규모의 현금출자를 통해 SSL의 지분을 매입하는 계약을 체결했다.
SSL은 선에디슨에서 분리된 반도체 재료기업으로 미국 나스닥시장에 신규 상장될 예정이다.
삼성정밀화학은 이번 계약으로 회사 투자여력을 메셀로스, 헤셀로스, 애니코트 등 기존 핵심사업의 경쟁력을 강화하면서 2차전지 소재, 생분해 수지 등 신규 사업에 집중할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
SMP도 선에디슨 지분 확대를 통해 기존의 태양광 시장 수요뿐만 아니라 SSL을 통해 반도체용 수요까지 확보, 폴리실리콘 부문에서 통합된 라인업을 갖추게 됐다.
삼성정밀화학 측은 “안정적 성장이 전망되는 신규사업에 대한 선택과 집중을 할 수 있게 됐다”며 “미국 나스닥시장에 신규 상장되는 SSL에 대한 지분 투자로 선에디슨사와의 전략적 사업제휴를 강화할 것으로 기대된다”고 밝혔다.
브라이언 웨벌스 선에디슨 최고재무책임자(CFO)는 “모든 이해관계자가 사업경쟁력을 강화할 수 있는 계약”이라고 평가하며 “SSL도 앞으로 원가경쟁력을 갖춘 고품질의 폴리실리콘을 내부에서 확보할 수 있는 사업구조를 갖추게 됐다”고 말했다.
삼성정밀화학과 선에디슨은 2011년 태양광용 폴리실리콘 생산을 위해 50대 50의 지분으로 SMP를 설립하고 삼성정밀화학의 울산사업장 내에 연산 1만t 규모의 공장을 건설 중이다.

서울대 강기석・김용협 교수팀, 차세대 친환경 리튬공기전지 개발
◀강기석 교수
서울대 공대는 재료공학부 강기석 교수 연구팀이 기계항공공학부 김용협 교수 연구팀과 공동으로 새로운 양극소재 개발과 촉매를 도입해 리튬공기전지의 성능을 향상시켰다고 지난달 11일 밝혔다.
리튬이차전지나 니켈수소전지를 사용한 기존의 전기 자동차는 주행거리가 턱없이 짧은 게 현실이다. 이에 새로운 대안으로 주목받은 것이 리튬이차전지에 비해 용량이 5~10배 큰 리튬공기전지다. 그러나 리튬공기전지는 수명특성과 에너지 효율이 나빠 새로운 양극재와 촉매의 개발이 시급했다. 공동 연구팀은 리튬공기전지의 새로운 양극재를 개발하는 동시에 효과적인 촉매의 도입으로 성능을 향상시켰다. 먼저 일렬로 정렬된 탄소나노튜브 직물을 합성하고, 이를 교차로 엮은 다공성의 직물 구조체를 양극재로 도입해 안정적인 수명특성을 확보했다. 또 새로운 개념의 액상 촉매를 도입해 효율을 높였다.
강 교수는 “차세대 에너지 저장장치로 각광받는 친환경 리튬공기전지의 성능을 월등히 발전시켰다는 점에서 우수한 연구결과로 평가받고 있다”며 “이번 연구로 개발된 고용량 친환경 전지 사용으로 전지 시장에 새로운 패러다임을 가져올 것”이라고 밝혔다.
이 연구는 서울대 재료공학부 강기석 교수가 지도하고 박사과정 임희대 연구원이 주도적으로 참여했으며, 탄소복합체 분야의 권위자인 서울대 기계과 김용협 교수 및 미국 텍사스주립대학의 R. H. 보프만 교수와의 협동 연구로 진행됐다.
연구 결과는 세계적으로도 주목받아 화학분야에서 가장 권위 있는 학술지인 ‘앙게반떼케미(AngewandteChemie)’에 개제됐으며, 이 학술지에서 5%미만의 최상위 연구성과에만 수여하는 VIP(Very Important Paper)로도 선정됐다.