%EA%B3%BC%ED%95%99%EA%B8%B0%EC%88%A0%EC%A0%95%EB%B3%B4%ED%86%B5%EC%8B%A0%EB%B6%80
-
기계공학과 공경철, 화학과 임미희 교수-과기부 기초과학 리더연구자 선정
우리 대학 기계공학과 공경철 교수, 화학과 임미희 교수가 과학기술정보통신부가 주관한 ‘2022년도 기초연구사업의 리더연구자(12인)’부문에 선정됐다.
리더연구는 국내 최고 수준의 기초과학 연구자의 연구주제를 지원하는 프로그램으로, 선정된 연구자는 연간 8억원 규모로 최대 9년간 72억원까지 지원받는다.
기계공학과 공경철 교수는 로봇과 사람이 결합된 형태인 웨어러블 로봇의 제어 성능 향상, 동기화를 연구한다. 인간의 운동 제어이론, 인간-로봇 통합 시뮬레이션 인공지능 학습 등 연구 범위를 확장할 예정이다. 본 연구를 통해 더 다양한 종류의 보행장애를 극복하는 웨어러블 로봇 기술을 실현하는 것이 목표다.
공교수는 “충분한 기간 기초연구에 집중할 기회가 생긴 만큼 보행장애 완전 극복을 위한 발판을 다지겠다. 사람의 관점에서 웨어러블 로봇을 탐구하고 고민할 것”이라고 밝혔다.
화학과 임미희 교수는 기존에 밝혀지지 않은 금속과 뇌신경단백질 간의 다양한 상호작용을 밝히고, 이를 바탕으로 새로운 신경 퇴화를 유발하는 금속-뇌신경단백질 복합체를 발굴한다. 본 연구를 통해 치매 발병 원인을 규명하고 새로운 개념의 치료제·진단제를 개발하는 것이 목표다.
임교수는 “리더 연구과제에 선정되어 영광이다. 앞으로 연구에 더욱 정진하여 기초과학 중심의 치매 극복에 힘쓰겠다”라고 소감을 전했다.
과기부는 6월 중 선정된 신규 리더연구자에 지정서를 수여하고 연구에 착수하도록 본격 지원할 예정이다.
2022.06.07 조회수 6299 -
전기및전자공학부 이정용 교수, 5월 이달의 과학기술인상 수상
과학기술정보통신부(과기정통부)와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 5월 수상자로 우리 대학 전기및전자공학부 이정용 교수를 선정했다고 11일 밝혔다.
이 교수는 고성능 하이브리드 태양전지 개발에 성공하여 에너지·환경 문제 해결의 단초를 마련한 공로를 인정받았다.
이 교수는 유기 고분자와 양자점(Quantum Dot)을 이용하는 하이브리드 태양전지에서 높은 광전변환효율을 내는 새로운 전하추출 경로를 발견했다.
그는 유기 고분자와 양자점의 계면에서 빛에 의해 생성되는 엑시톤(전자·정공 쌍)이 전기로 변환되기 전에 소실되면서 광전변환효율이 낮아지는 원리를 규명하고, 전자를 분리·추출하는 효과적인 물질을 도입해 새로운 엑시톤 분리 경로를 만들었다.
그 결과 광전변환효율이 최대 13.1% 높은 유무기 하이브리드 태양전지를 만들었으며, 기존 하이브리드 태양전지보다 30% 이상 높은 효율을 입증했다.
이 교수는 "이번 연구는 하이브리드 구조의 한계를 극복하고 고효율 차세대 광전소자 구현의 활로를 개척했다는 점에서 의의가 있다"고 설명하면서 "기존과 다른 새로운 형태의 소자 모델을 제안함으로써 차세대 반도체 분야의 전반에서 기술 증진을 기대한다"고 수상소감을 밝혔다.
연구성과는 2019년 11월 네이처 에너지(Nature Energy)에 게재됐다.
이달의 과학기술인상은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 사람을 매월 1명 선정한다. 수상자는 과기정통부 장관상과 상금 1천만원을 받는다.
2022.05.11 조회수 7217 -
2021년 국가연구개발 우수성과 100선에 우리 대학 성과 5개 선정
과학기술정보통신부(장관 임혜숙, 이하 과기정통부)와 한국과학기술기획평가원(원장 김상선)은 '2021년 국가연구개발 우수성과 100선'을 선정하여 발표했다.
우수성과 100선은 국가 발전을 견인해 온 과학기술의 역할에 대해 국민들의 이해와 관심을 제고하고 과학기술인들의 자긍심을 고취하고자 2006년부터 매년 선정해 오고 있다.
올해는 정부지원을 받아 수행한 범부처 약 7만 여 연구개발(R&D) 과제(‘20년 기준) 중, 각 부‧처‧청이 추천한 총 852건의 후보성과를 대상으로, 산‧학‧연 전문가들로 구성된 우수성과 선정평가위원회*에서 질적 우수성**을 평가한 후, 대국민 공개검증을 거쳐 최종 100***건의 우수성과를 선정하였다.
* 위원장 박종훈 교수(숙명여대), 산·학·연 전문가 총 52명 참여 ** 과학기술개발 효과 및 경제사회적 파급 효과 *** 100건(6대 분야) 선정 : 기계·소재 18건, 생명·해양 26건, 에너지·환경 18건, 정보·전자 19건, 융합 10건, 순수기초·인프라 9건
특히, 국가연구개발사업으로 창출된 우수성과의 국민 체감도를 높이기 위해, '사회문제를 해결하는 연구개발성과' 선정 과정에 일반 국민이 직접 참여하는 온라인 투표(약 3천명 참여) 절차를 진행함으로써 의미를 더하였다.
우리 대학의 2021년 국가연구개발 우수성과 100선 선정내용은 아래와 같다.
- 개미산과 이산화탄소만으로 잘 증식하는 대장균 개발(생명화학공학과 이상엽 교수)
- 노화된 인간의 피부세포를 다시 젊은 세포로 되돌리는 역노화 원천기술 개발(바이오및뇌공학과 조광현 교수)
- 차세대 고효율 페로브스카이트-실리콘 이중접합 태양전지 기술 개발(신소재공학과 신병하 교수)
- 대기중 초미세먼지 증가가 전력소비에 미치는 영향 세계 최초 실증(기술경영학부 엄지용 교수)
- 바이오물질 상변화 제어하는 분자 트리거 연구(바이오및뇌공학과 최명철 교수)
이번에 100선으로 선정된 성과는 과기정통부장관의 인증서와 현판이 수여되고 관계규정에 따라 사업과 기관평가 등에서 가점을 받게 되며, 선정된 연구자는 국가연구개발 성과평가 유공포상(훈·포장, 대통령표창, 국무총리표창 등) 후보자로 적극 추천된다.
특히, 올해부터는 일반 국민들이 100선 연구성과별 주요내용을 보다 쉽게 접할 수 있도록 e-book('21년 국가연구개발 우수성과 100선 사례집)을 제작하여 주요 온라인 서점을 통해 무상으로 제공될 예정이다.
한편, 100선으로 선정된 연구성과는 연구자와 국민 누구나 과학기술지식 정보서비스(NTIS)와 연구성과 관리·유통 전담기관을 통해 자세한 내용을 확인하고 활용할 수 있다.
과기정통부 이경수 과학기술혁신본부장은 "과학기술이 우리나라의 사회 문제를 해결하고 미래를 열어가는 중심이 될 수 있도록 지속적으로 국가연구개발 예산을 확대할 계획이며, 국민들이 체감할 수 있는 연구성과 홍보 등 소통에도 보다 노력할 것"이라고 밝혔다.
2022.02.11 조회수 8526 -
류석영 교수, 미래 과학기술인재 양성 유공 ‘과기정통부 장관상’ 수상
우리 대학 전산학부 류석영 교수가 미래 과학기술인재 양성에 기여한 공로를 인정받아 ‘과학기술정보통신부 장관상’을 지난달 수상했다.
류석영 교수는 2009년 12월에 우리 대학 전산학부 교수로 부임했다. 2010년 가을학기부터 전산학부 전공 필수 과목인 ‘프로그래밍 언어’를 강의로 시작으로, 2014년 봄학기부터 현재까지 매 학기 강의하고 있다. 2021년 가을학기 20번째 강의를 개설했으며, 평균 121명의 수강생에게 4.64/5.0의 강의평가를 받아 2012년·2017년 우수강의상과 2019년 우수강의대상을 수상했다.
2015년 겨울학기부터는 장병규 동문과 함께 ‘몰입 캠프’ 교육 과정을 개설했다. 대학의 소프트웨어 교육 현장의 실정과 산업계가 기대하는 개발자의 역량 사이에서 발생하는 괴리를 줄이고자 기획된 ‘몰임캠프’는 ‘빠르게’ · ‘스스로’ 성장하는 인재 양성을 목표로 운영되고 있다. 계절학기마다 국내·외 대학생을 대상으로 4~5주 동안 하루 종일 코딩하고 매주 새로운 팀원과 새로운 앱을 개발해 발표하는 독창적인 교육 과정으로 학생들에게 자율적인 집중개발의 경험을 제공하고 있다.
지난 2020년에는 이를 확장한 ‘SW사관학교 정글’을 개설했다. 30명 이내의 취업준비생에게 코딩 교육과 숙식을 제공하는 비학위 프로그램으로 5개월간 진행된다. 현재 3기를 운영 중이며, 올해 4기~7기 학생을 모집할 예정이다.
또한, 2018년 11월 삼성전자와 고용노동부가 함께 하는 삼성청년 SW아카데미(SSAFY) 프로그램을 설계 단계부터 참여해 현재까지 자문교수로 활동하고 있다. 삼성전자의 소프트웨어 교육 경험과 고용노동부의 취업지원 노하우를 바탕으로 취업준비생에게 소프트웨어 역량 향상 교육 및 다양한 취업지원 서비스를 제공하는 프로그램으로, 2021년 9월 기준 2,087명이 수료하고 이 중 77％가 국내외 주요 기업 544곳에 입사하는 성과를 거두는 등 국내 IT 생태계 저변을 확대하고 청년 취업률을 높이는 데 기여하고 있다.류 교수는 다음 세대의 학문적인 수월성뿐만 아니라 다양성과 포용성의 가치 확산을 위해, 2017년 9월 출범한 KAIST 포용성위원회의 초대 및 2대 포용성위원장을 맡아 캠퍼스 문화 조성에도 크게 기여했다. 또한, 2021년 4월부터는 한국연구재단 다양성위원회 위원으로 선임되어 국내 대학과 연구소 및 기업의 광범위한 연구 현장과 연구재단 조직의 다양성 보호 및 증진 정책 수립을 위한 사례를 공유하고 정책을 제안했다. 이를 통해, 4차 산업혁명 시대와 미래를 이끌어갈 과학기술 인재 양성을 위한 포용적인 정책과 제도를 수립하는 데 기여한 공로 등을 인정받았다.
2022.01.13 조회수 9883 -
USRG팀(심현철 교수, 김보성, 이승욱) 과기부 장관표창 수상
우리 대학 전기및전자공학부 심현철 교수 연구팀(Unmanned System Research Group, 이하 USRG)이 9일(목) 「인공지능 그랜드 챌린지 간담회 」에서 과학기술정보통신부 장관 표창을받았다. 심현철 교수와 김보성, 이승욱 박사과정 학생(전기및전자공학부)이 수상하는 이번 장관상은‘국내 인공지능 기술 고도화 및 산업 발전’에 크게 공헌함을 인정받아 선정됐다.
먼저 USRG팀은 2019년과 2020년 「인공지능 자율주행 챌린지 대회」에서 2년 연속 우승을 달성했다. 이 대회는 드론에 탑재된 센서로 벽, 창문, 기둥 등의 장애물을 인식하고 피하며 목적지까지 안전하게 비행하는 대회이다.
USRG팀은 2019년 대회에서 자체 개발한 미션 플래너와 위치 추정·장애물 회피·제어 알고리즘으로 터널 구간까지 통과하여 1위를 차지했다. 2020년에는 보다 복잡해진 동적 장애물 회피와 박스에 물병을 투하하는 미션을 유일하게 모두 완료했고, 3차 비행 동안 계속 기록을 단축하며 최종 우승했다.
이어, 2021년 NASA JPL과 협업하여 ‘DARPA Subterranean Challenge Final Event’에 Team CoSTAR의 일원으로 참가했다. NASA JPL 및 MIT, Caltech, LTU 등 해외 유수 대학들로 구성된 이 연구팀은 3차원 항법과 경로 계획, AI 기반의 객체 인식·위치 추정 알고리즘을 탑재한 지상 로봇과 드론을 개발했다. 그 결과 본선 최종연습에서 1, 2위를 기록하고 3일차 대회에서 5위를 달성했다.
연구팀은 이 대회에서 동굴 환경 내 위치 오차 5cm 이내의 3차원 위치 추정 알고리즘과 3차원 장애물 회피 경로 계획 알고리즘을 개발했다. 아울러 동굴 환경에서 60회 이상의 자율 비행 테스트를 진행하며 본 알고리즘 시스템의 안정성을 검증했다.
또한, 동 연구진은 2021년 10월 세계 최초 Indy Car 기반 자율주행 레이싱 대회인 Indy Autonomous Challenge(IAC)에 참가했다. 이에 고속 자율주행에 적합한 모델 예측 제어 기반의 시스템과 Head-to-head 레이싱을 위한 장애물 회피 및 추월 전략 알고리즘을 개발했다. 해당 연구 논문은 2021 ICRA 워크샵에서 Best Paper Award Winner에 선정되기도 하였다.
USRG 팀의 심현철 교수는 “박사과정 중 복잡한 실내를 자유롭게 비행하는 드론을 만들고 싶었으나 당시 기술로는 불가능했다. 그리하여 기술이 발전함에 따라 이 같은 드론을 남들보다 먼저 연구했다. 최신 인공지능 기술을 적용하며 예전에는 상상할 수 없었던 우수한 성능의 드론을 만들 수 있게 되어 매우 뜻깊다”라고 소감을 전했다.
이어, “선뜻 시작하기 어려운 주제를 맡아 그간 열심히 수행한 학생들과 같이 공을 나눌 수 있어 더욱 기쁘다. 앞으로 이런 도전적인 연구를 적극적으로 수행하는 학생들이 더 많아졌으면 좋겠다”라고 강조했다.
2021.12.09 조회수 8941 -
신소재공학과 박상희 교수, 과기정통부와 한국여성과학기술인지원센터 공동 선정 2020년 올해의 여성과학인상 수상
11월 23일 온라인으로 개최된 여성과학기술계 연대 교류의 장 “2020 여성과학기술인 연차대회”는 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 여성과학기술인을 발굴/포상하여 여성과학기술인의 사기진작을 도모하고 연구 의욕을 고취하는 연대교류의 장으로서, 학술 부문 (이학 및 공학 분야), 산업 부문 (기술혁신, 연구개발 결과의 산업화 등), 진흥 부문 (과학기술계 여성 진출, 과학기술 교육, 과학대중화, 과학기술정책, 인프라 구축 등 과학기술 진흥 분야) 로 나누어 각 부분의 공로자를 선정, 포상한다.
이날 시상식에서 과학기술정보통신부 장관상 가운데 '올해의 여성과학기술인상-학술 부문'에 박상희 KAIST 교수가 선정됐다.
박상희 교수는 23 년간 디스플레이 분야에서 소재 및 소자를 개발해 오고 있으며, 특히 산화물 반도체 기반의 박막 트랜지스터 (TFT)를 디스플레이 구동소자 및 그 외 이미지 센서 및 바이오 센서, 반도체 소자용으로 적용하는 연구를 수행 중이다.
박상희 교수는 2020년에 정보디스플레이 학회 수석부회장으로 선출됨에 따라 2022 년에는 정보디스플레이 학회 (KIDS)의 첫 여성 회장이 될 예정이다.
2020.11.24 조회수 28497 -
스마트 캠퍼스형 기초과학 연구시설 거점 확산
과학기술정보통신부(장관 최기영)는 기초과학연구원(IBS)의 KAIST 캠퍼스와 포스텍 캠퍼스 연구시설 기공식 행사를 순차적으로 개최한다고 밝혔다.
12일 열린 KAIST 캠퍼스 연구시설 기공식은 과기정통부 최도영 국제 과학비즈니스벨트조성추진단장과 공사관계자 등을 비롯하여 지역 국회의원 등이 참석하여 성공적인 공사 추진을 기원했다.
기초과학연구원(IBS) KAIST 캠퍼스는 연구단의 안정적이고 연구자 친화적인 연구환경 구축을 위해 17,000㎡ 부지에 연면적 25,529.06㎡(지하1층 지상6층) 규모로 20.10.20.~22.4월까지 1년 6개월간 총사업비 75,675백만원이 투입된다.
기존 캠퍼스와 조화를 통해 자유로운 교류가 일어날 수 있는 창의적인 연구공간과 서로 다른 연구 분야를 융합하는 커뮤니티 공간으로 조성하였으며 개방된 중정*과 투명한 내부공간을 바탕으로 개방성과 소통을 주제로 자연과 사람, 공간이 함께 어우러진 디자인으로 구성하였다.
* 중정 : 높은 건축물을 설계할 때 내부에 자연광이 고루 닿을 수 있게 중앙부에 설치하는 뜰
최도영 국제과학비즈니스벨트조성추진단장은 "KAIST와 포스텍 캠퍼스 연구시설은 우수한 연구인력 유치와 창의적 연구환경 조성을 위해 연구, 교류, 휴식공간이 통합된 스마트 캠퍼스형 공간으로 조성될 것이며, 이를 통해 지역의 기초과학역량이 강화되고 인근대학, 연구기관 등과 연계하여 우수 인재 육성의 선순환 체계가 구축될 것으로 기대한다"고 말했다.
2020.11.13 조회수 28089 -
김종환 교수, 제33회 정보문화의달 기념 유공자 대통령 표창 수상
우리 대학 전기및전자공학부 김종환 교수는 지난 6월 22일, 과학기술정보통신부와 한국정보화진흥원이 개최한 「제33회 정보문화의 달」 기념식에서 2020년 정보문화 유공 정부포상 '대통령 표창'을 수상하였다.
본 포상은 디지털 정보격차 해소, 디지털 역기능 대응 등에 기여한 유공자를 발굴·포상하여 디지털 포용사회 구현과 정보문화 창달에 기여한 자에게 수상되는 상으로, KAIST에 부임한 이래로 '로봇축구와 국제로봇올림피아드 및 AI 월드컵'을 창시하여 정보화 수준 향상과 건전정보문화 조성 및 디지털 정보격차 해소에 기여한 점을 높이 평가받아 수상하게 되었다.
'디지털로 하나 되는 대한민국, 다 함께 누리는 디지털 포용세상'을 주제로 열린 본 행사에는 최기영 과기정통부 장관, 허욱 방송통신위원회 상임위원 등이 참석하였다.
2020.07.02 조회수 19309 -
박찬범, 스티브 박 교수, 혈액 기반 알츠하이머병 멀티플렉스 진단센서 개발
KAIST(총장 신성철) 신소재공학과 박찬범 교수와 스티브 박 교수 공동 연구팀이 혈액으로 알츠하이머병을 진단할 수 있는 센서를 개발하는 데 성공했다.
연구팀이 개발한 진단 센서를 활용해 혈액 내에 존재하는 베타-아밀로이드 및 타우 단백질 등 알츠하이머병과 관련한 4종의 바이오마커 농도를 측정·비교하면 민감도는 90%, 정확도 88.6%로 중증 알츠하이머 환자를 구별해 낼 수 있다.
김가영 박사과정·김민지 석사과정이 공동 1저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지‘네이처 커뮤니케이션스(Nature communications)’1월 8일 자 온라인판에 게재됐다. (논문명: Clinically accurate diagnosis of Alzheimer’s disease via multiplexed sensing of core biomarkers in human plasma)
알츠하이머병은 치매의 약 70%를 차지하는 대표적인 치매 질환이다. 현재 전 세계 65세 이상 인구 중 10% 이상이 이 질병으로 인해 고통을 받고 있다. 하지만 현재의 진단 방법은 고가의 양전자 단층촬영(PET) 또는 자기공명영상진단(MRI) 장비를 사용해야만 하기에 많은 환자를 진단하기 위해서는 저렴하면서도 정확한 진단 기술개발의 필요성이 제기돼 왔다.
연구팀은 랑뮤어 블라젯(Langmuir-blodgett)이라는 기술을 이용해 고밀도로 정렬한 탄소 나노튜브(Carbon nanotube)를 기반으로 한 고민감성의 저항 센서를 개발했다. 탄소 나노튜브를 고밀도로 정렬하게 되면 무작위의 방향성을 가질 때 생성되는 접합 저항(Tube-to-tube junction resistance)을 최소화할 수 있어 분석물을 더 민감하게 검출할 수 있다.
실제로 고밀도로 정렬된 탄소 나노튜브를 이용한 저항 센서는 기존에 개발된 탄소 나노튜브 기반의 바이오센서들 대비 100배 이상의 높은 민감도를 보였다.
연구팀은 고밀도로 정렬된 탄소 나노튜브를 이용해 혈액에 존재하는 알츠하이머병의 바이오마커 4종류를 동시에 측정할 수 있는 저항 센서 칩을 제작했다. 알츠하이머병의 대표적인 바이오마커인 베타-아밀로이드 42 (β-amyloid42,), 베타-아밀로이드 40 (β-amyloid40), 총-타우 단백질 (Total tau proteins) 및 과인산화된 타우 단백질 (Phosphorylated tau proteins)은 그 양이 알츠하이머병의 병리와 직접적인 상관관계를 가지기 때문에 알츠하이머병 환자를 구별해 내는 데 매우 유용하다.
고밀도로 정렬된 탄소 나노튜브 기반 센서 칩을 이용해 실제 알츠하이머 환자와 정상인의 혈액 샘플 내에 존재하는 4종의 바이오마커 농도를 측정 하고 비교한 결과, 민감도와 선택성은 각각 90%, 그리고 88.6%의 정확도를 지녀 중증 알츠하이머 환자를 상당히 정확하게 진단할 수 있음을 확인했다. 연구팀이 개발한 고밀도로 정렬된 탄소 나노튜브 센서는 측정방식이 간편하고, 제작비용도 저렴하다.
박찬범 교수는“본 연구는 알츠하이머병으로 이미 확정된 중증환자들을 대상으로 진행하였다. 향후 실제 진료 환경에 활용하기 위해서는 경도인지장애 (Mild cognitive impairment) 환자의 진단 가능성을 테스트하는 것이 필요하다”며“이를 위하여 경도인지장애 코호트, 치매 코호트 등의 범국가적인 인프라 구축이 필수적이며, 국가 공공기관의 적극적인 연구 네트워크 구축 및 지원의 장기성 보장이 요구된다”고 강조했다.
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 리더연구자 지원사업과 충남대병원 및 충북대병원 인체자원은행의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림 1. 혈액 내에 존재하는 총 4종의 바이오마커 농도를 측정해 알츠하이머병 환자를 구별하는 고밀도로 정렬된 카본 나노튜브 기반 저항 센서의 모식도
그림 2. 진단 센서 성능
2020.01.15 조회수 17842 -
김희탁 김상욱 교수, 멤브레인 필요 없는 새로운 물 기반 전지 개발
우리 대학 생명화학공학과 김희탁 교수와 신소재공학과 김상욱 교수 공동 연구팀이 전기화학 소자의 핵심 부품인 멤브레인을 사용하지 않고도 에너지 효율 80% 이상을 유지하면서 1천 번 이상 구동되는 새로운 개념의 물 기반 아연-브롬 전지를 개발했다.
이번 연구를 통해 일본, 미국의 수입에 의존해 온 다공성 분리막이나 불소계 이온교환막을 사용하지 않는 기술로, 해당 기술에 대한 대외 의존도를 낮출 수 있을 것으로 기대된다.
이주혁 박사과정과 변예린 박사후연구원이 공동 1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced materials)’12월 27일자 표지논문에 선정됐다.(논문명: High-Energy Efficiency Membraneless Flowless Zn-Br Battery: Utilizing the Electrochemical-Chemical growth of Polybromides)
최근 태양광, 풍력 등 신재생에너지의 불안정한 전력 공급을 해결하기 위해 전기 에너지를 미리 저장했다가 필요한 시간대에 사용할 수 있는 에너지저장장치(ESS)가 주목받고 있다.
현재는 리튬이온전지가 에너지저장장치용 이차전지로 사용되고 있으나 발화성 유기 전해액 및 리튬계 소재로 인한 발화의 위험성을 지니고 있다. 지난 2017년부터 올해 10월까지 총 21건의 에너지저장장치 화재사고가 발생했으며, 전체 에너지저장장치 시설 1천 490개 중 35%인 522개의 가동이 중단되기도 했다.
이러한 이유로 물을 전해질로 사용한 비 발화성 물 기반 이차전지 기술이 에너지저장장치용 차세대 이차전지로 주목받고 있다. 특히 다양한 물 기반 전지 기술 중 아연과 브롬을 활물질로 사용하는 아연-브롬 레독스 흐름 전지는 높은 구동 전압 및 높은 에너지 밀도를 가져 1970년대부터 지속해서 개발돼왔다.
그러나 아연-브롬 레독스 전지는 브롬이 아연과 반응해 전지 수명을 단축시키는 문제로 인해 상용화가 지연됐다. 이러한 반응을 억제하기 위해 펌프를 이용해 브롬이 함유된 전해질을 외부 탱크로 이송해 왔으나, 이는 펌프 구동을 위한 에너지 소모 및 브롬에 의한 외부 배관이 부식되는 문제를 동반한다.
브롬을 포획하는 전해질 첨가제 및 브롬의 이동을 차단할 수 있는 멤브레인에 대한 개발이 진행됐으나, 가격증가 및 출력 저하의 문제점이 발생했다.
김희탁 교수와 김상욱 교수 공동 연구팀은 일본, 미국에 의존하던 값비싼 멤브레인 소재와 어떠한 첨가제도 사용하지 않는 새로운 물 기반 아연-브롬 전지를 개발했다.
전해질 내의 이온과 외부 전기회로 사이의 전자를 주고받는 한정된 역할만 수행하던 전극의 기능에 멤브레인과 첨가제가 담당하던 브롬을 포획할 수 있는 기능을 추가했다.
질소가 삽입된 미세기공 구조를 전극 표면에 도입해 미세기공 내부에서 비극성 브롬을 극성 폴리브롬화물로 전환한 뒤, 질소 도핑 카본과 폴리브롬화물간 쌍극자-쌍극자 상호 작용을 통해 폴리브롬화물을 기공 내부에 고정했다.
이 기술은 멤브레인의 기능을 전극이 담당하므로 고가의 멤브레인이 필요 없으며, 브롬을 외부 탱크가 아닌 전극 내부에 저장함으로써 펌프 및 배관을 제거할 수 있어 가격 저감 및 에너지 효율을 증대했다.
연구팀이 개발한 다기능성 전극을 이용한 멤브레인을 사용하지 않는 물 기반의 아연-브롬 전지는 리튬-이온 전지보다 45배 저렴할 뿐 아니라, 에너지 효율 83% 이상을 보이며 1천 사이클 이상 운전이 가능하다.
김상욱 교수는 “차세대 물 기반 전지의 한계를 극복하기 위한 나노소재 기술을 이용한 새로운 해결책을 제시했다”라고 말했다.
김희탁 교수는 “이번 연구를 통해 기존보다 안전하고 경제적인 에너지저장장치의 개발이 가속화되기를 기대한다”라고 말했다.
이번 연구는 KAIST 나노융합연구소, 에너지클라우드 사업단, 과학기술정보통신부 리더연구자지원사업인 다차원 나노조립제어 창의연구단의 지원을 받아 수행됐다.
그림 1. 브롬 활물질을 전극내부에서 폴리브롬화물로 전환하여 저장하는 다기능성 전극의 메커니즘의 모식도와 멤브레인을 장착하지 않고 구동되는 전지의 실제 모습
그림 2. 질소가 도핑된 미세기공이 코팅된 다기능성 전극의 제조 과정
2020.01.08 조회수 16538 -
최성열 교수, 과학기술정보통신부 장관 표창
우리 대학 원자력 및 양자공학과 최성열 교수가 “제9회 원자력 안전 및 진흥의 날”에 과학기술정보통신부 장관 표창자로 선정됐다. 최 교수에게는 과학기술정보통신부와 산업통상자원부가 지난 2019년 12월 27일 공동으로 주관한 시상식에서 표창장이 수여됐다.
2017년 9월 KAIST에 부임한 최교수는 사용후핵연료와 방사성폐기물의 안전한 관리 등 원자력 진흥 분야 기여한 업적을 인정받았다. 최 교수는 원자력 산업계의 최대 난제인 사용후핵연료 분야에서 사용후핵연료를 재활용하여 고준위폐기물을 줄이는 동시에 핵물질의 핵무기 전용을 방지할 수 있는 새로운 폐기물 처리기술을 개발하고 있다.
또한, 가압경수로 운영 중 핵연료에 보론 잠복 현상(boron hideout)으로 발생하는 비정상 출력편차를 예측하고 방지하는 고정밀 다중물리코드를 개발해 매년 수백 억 이상의 경제적 손실을 유발하는 산업 현장 문제를 해결하는 일에도 일조했다.
최교수는 부임 첫해인 2017년에 고준위폐기물 소멸처리 분야 권위학회인 IEMPT에 최연소이자 50대 미만으로는 유일하게 Standing Scientific Advisory Committee 위원으로 선발됐으며, 2018년에는 전세계 50개 국가가 참여하는 International Youth Nuclear Congress가 2년 마다 한 명에게 수여하는 Early Career Award를 한국인 최초로 수상했다.
2020.01.08 조회수 9497 -
김신현 교수, 한국과학기술한림원 젊은과학자상 수상
우리 대학 생명화학공학과 김신현 교수가 ‘우수과학자 포상’ 통합시상식에서 40세 이하 우수과학기술인에게 수여되는 젊은과학자상을 받았다.
과학기술정보통신부는 한국연구재단, 한국과학기술한림원, 한국여성과학기술인지원센터와 함께 2018년 ‘우수과학자 포상’ 통합시상식을 14일 국립과천과학관에서 개최했다.
김신현 교수는 연성소재, 특히 콜로이드 광결정 기반의 미세입자를 대면적에 형성할 수 있는 소재 기술을 개발했다. 디스플레이, 센서, 위변조방지 소재, 심미성 색 소재로 활용 가능하고, 잔류약물 검출 등 다양한 응용이 가능한 캡슐형 센서 소재를 개발한 업적을 인정받아 수상자로 선정됐다.
젊은과학자상은 과학기술자의 사회적 위상 및 자긍심을 높이고 미래 국가과학기술의 중추적 역할을 담당할 주역을 육성하기 위해 국내 대학 및 국내 연구기관에 재직하는 만 40세 미만의 과학자로서 연구‧개발업적이 뛰어나며, 발전 잠재력이 우수한 자에게 주어진다.
과학기술정보통신부 최기영 장관은 “다양한 과학기술자에 대한 지속적 지원이 창의적 성과의 원동력이 된다.”라며, “미래의 일자리 창출과 국민 삶의 질 제고를 위해 대한민국 대표 연구자들에게 아낌없는 관심과 격려를 부탁드린다.”라고 격려와 당부의 말을 전했다.
2019.12.16 조회수 11372