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KAIST Crazy Day 전 국민 아이디어 공모전 개최
우리 대학이 파격적으로 실행할 수 있는 도전 과제를 국민의 제안으로 발굴하는 'KAIST Crazy Day 아이디어 공모전’을 개최한다. 올해 5월 중 하루, 파격적(Crazy), 창의적(Creative), 도전적(Challenging)이거나 배려정신(Caring)을 담은 아이디어를 실행하는 `KAIST Crazy Day’”행사를 개최할 예정이다. 일 년에 딱 하루, 평소에는 적용해보기 어려웠던 아이디어를 캠퍼스에서 실행해 혁신문화를 확산하고 구성원들의 창의적인 열정을 장려하겠다는 취지다. 이를 위해, 전 국민을 대상으로 모험적이면서도 창의적인 아이디어를 제안받는 공모전을 이달 14일 시작한다. 상금은 총 1,000만 원 규모다.‘KAIST 1일 총장 되기’, ‘필기 제로 수업해보기’, ‘연구를 위해 연구하지 않기’ ‘직위 대신 이름 부르기’ 등 기존의 관행이나 형식에 얽매이지 않는 혁신적인 시도이면서도 자유로운 사고를 바탕으로 ‘왜’라는 질문을 끊임없이 이끌어내는 아이디어라면 국민 누구나 제안할 수 있다. 다음 달 8일까지 진행되는 공모전은 KAIST 홈페이지(www.kaist.ac.kr) 또는 KAIST 글로벌전략연구소 홈페이지(http://gsi.kaist.ac.kr/)에서 참여할 수 있다. 1인당 1건씩 온라인으로 응모할 수 있으며, 우편 및 방문 신청은 받지 않는다. 우리 대학은 창의성, 혁신성, 진취성, 실행 가능성, 대중의 공감대 등을 평가 기준으로 정하고 내부 및 외부위원이 참여하는 3단계 심사를 통해 최종 수상작을 선정할 예정이다. 대상 1명에게는 상금 500만 원 주어지며, 제안한 아이디어가 5월 개최될 `KAIST Crazy Day‘ 행사에서 실행된다. 이 밖에, 최우수상 1명과 우수상 3명에게는 각각 200만 원과 100만 원의 상금을 수여한다. 이광형 총장은 “하버드대학의 유머 과학잡지 ‘별난 연구 연보(Annals of Improbable Research)’에서는 매년 황당무계한 괴짜 연구에 ‘이그 노벨상(Ig Nobel Prize)’을 수여한다”라고 언급했다. 이어, 이 총장은 “괴짜 아이디어가 노벨상으로 이어진 수많은 사례로 미루어 볼 때 과학기술혁신은 고정관념과 상식의 프레임에서 벗어나는 데서부터 출발한다”라며, “국민이 제안하는 파격적이고도 획기적인 아이디어를 실천해 KAIST의 도전과 실험정신을 계속 이어 나가겠다”라고 밝혔다.
2022.03.11
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전산학부 김범준 동문 〈좌경룡-김범준 장학기금〉 1억원 기부
배달의 민족을 서비스하는 우아한 형제들 대표인 김범준 전산학부 동문(학부 93, 석사 97)이 발전기금 1억 원을 8일 기부했다. 지난해 4월 전산학부 공간 확장을 위한 발전기금 1억 원을 기부한데 이은 두 번째 기부다.
김 대표의 이번 기부는 지난해 별세한 은사인 故좌경룡 교수를 기리기 위해 “좌경룡-김범준 장학기금”으로 전달되었으며, 올해부터 4년간 한해 5명의 학생에게 장학금을 지원하는 용도로 사용된다.
김범준 대표는 국제정보올림피아드(IOI)에 한국인 최초로 참가해 고등학교 2학년이었던 1992년도 4회 대회에서 세계 1위 금메달을 수상하고 세계 대학생 프로그래밍 경진대회까지 석권한 경력을 가지고 있다. 故좌경룡 교수(1946~2021)는 국내 ‘컴퓨터 알고리즘’ 분야의 개척자이자 선구자다. 김범준 대표를 포함한 4명의 고등학생을 IOI에 참가할 수 있도록 지도했으며 총 40여 개국 중 4등이라는 우수한 성적을 거둔 것을 시작으로, 1990년대 후반부터 미국컴퓨터학회(ACM) 세계 대학생 프로그래밍 경진대회(ICPC)에 대학생들을 참가시키고 탁월한 성적을 내게 한 KAIST 전산학부 교수다.
김범준 대표 기부사
<이하 김범준 대표 기부사 전문>
저는 KAIST에서 많은 것을 받은 사람입니다. 함께 꿈꿀 수 있는 친구들을 만났고, 훌륭하신 교수님들을 만났으며, 다양한 도전과 성장을 할 수 있는 환경을 만났습니다.
후배님들도, 제가 꾸었던 꿈들을, 제가 받았던 기회를 가질 수 있기를 바라는 마음에 기부를 합니다. 지도교수님이셨던 좌경룡 교수님은, 학문적으로도 큰 업적을 남기신 뛰어난 교수님이지만,
따뜻한 눈으로 학생들을 바라보면서 이끌고 응원해 주셨던 멋진 선배님이기도 합니다. Pay It Forward 라는 말이 있죠. 좌 교수님에 대한 감사의 마음을 실천하는 가장 좋은 방법은,
그분이 보여 주셨던 마음과 행동을 이어가는 거라고 생각합니다.
후배님들이 더 큰 꿈을 꾸고 더 자유롭게 도전할 수 있도록 응원하겠습니다. 감사합니다.
- 김범준 드림
2022.03.11
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하나금융그룹과 ESG 미래전략 MOU 체결
우리 대학이 하나금융그룹(회장 김정태)과 ‘ESG 미래전략 업무협약’을 체결했다. 두 기관은 2050년 탄소중립 달성 및 인류 난제인 기후 위기 해결이라는 대의적인 목표에 뜻을 모으고 ▴기후변화 문제 해결 ▴저탄소 에너지경제로의 전환 ▴신재생에너지 확대 등의 분야에서 협업을 추진할 방침이다. 이를 위해, 하나금융그룹은 100억 원을 KAIST에 지원할 계획이라고 밝혔다. 기초과학 및 융합기술 등 다양한 학술 활동을 후원하고 그룹의 ESG 경영을 실천하기 위한 노력의 일환이다. 또한, KAIST의 기술지주회사인 ㈜카이스트홀딩스는 하나은행과 공동으로 ‘㈜인공광합성 연구소’를 설립할 계획을 밝혔다. 하나은행은 100억 원 상당을 투자하고, ㈜카이스트홀딩스는 KAIST 기술 및 지식재산을 현물로 출자하는 방안이다. ‘인공광합성’이란 식물의 광합성 원리를 모방하는 기술이다. 태양에너지를 원천으로 대기 중의 이산화탄소를 포집한 뒤 여러 가지 유용한 물질로 업사이클링하는 연구 분야로 온실가스 문제를 해결할 중요한 대안으로 주목받고 있다. ‘㈜인공광합성 연구소’는 탄소중립을 위한 게임 체인저 기술 개발을 목표로 태양광 에너지를 활용·전환하는 분야와 이산화탄소를 포집·저장해 유용물질로 변환하는 분야의 관련 기술을 융합하는 중장기 연구를 수행할 계획이다.
한편, KAIST는 지난달 ㈜카이스트홀딩스를 출범시켰다. 기술이전을 통한 창업을 지원해 연구·개발(R&D) 투자 선순환 시스템을 구축하는 기술지주회사다. 23일 하나금융그룹 명동사옥에서 진행된 업무협약(MOU) 체결식에는 이광형 KAIST 총장, 김정태 하나금융그룹 회장, 박성호 하나은행장, 최성율 ㈜카이스트홀딩스 대표 등 관련 주요 인사가 참석했다. 김정태 하나금융그룹 회장은 “최근 탄소중립이 국제사회 화두가 되고 있는 가운데 탄소를 활용할 수 있는 미래 기술 상용화가 시급한 상황이다”라며 “이번 하나금융그룹과 KAIST는 이번 협약을 통해 탄소중립을 위한 미래기술 상용화와 기후변화 문제를 해결할 수 있는 게임체인저가 될 것으로 믿는다”고 말했다.
이광형 총장은 “ESG 경영에 대한 하나금융그룹의 실천 의지와 미래사회를 바라보는 KAIST의 비전과 기술이 만나 기후 위기와 탄소중립이라는 인류의 난제를 성공적으로 풀어나갈 시너지를 발휘할 것으로 기대한다”라고 화답했다. 이어, 이 총장은 “이제 막 첫발을 떼기 시작한 ㈜카이스트홀딩스가 이번 협력을 통해 유망산업 육성 및 저탄소산업 생태계 조성 등 다양한 부가가치 창출하는 모범적인 선례를 남길 수 있길 바란다”라고 말했다.
2022.02.24
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장수명 리튬 금속 배터리를 위한 새로운 액체 첨가제 개발
우리 대학 신소재공학과 강지형 교수와 박찬범 교수, 충남대학교 송우진 교수 공동연구팀이 새로운 대칭성 이온성 액체 첨가제를 개발하고, 이를 이용해 장수명 리튬 금속 배터리를 구현했다고 21일 밝혔다.
리튬 금속 배터리는 기존의 흑연 음극재를 리튬 금속 음극으로 대체한 배터리로, 흑연 전극이 사용된 배터리에 비해 높은 에너지 밀도를 가지는 차세대 전지다.
하지만 리튬 금속은 증착 시 발생하는 침상(dendrite)의 리튬이 내부 단락을 일으켜 배터리의 수명과 안전성을 저해시킨다는 문제점이 있었다. 이러한 침상의 성장은 리튬 팁(Tip)이 평평한 부분에 비해 강한 전기장을 띄는 것으로 인해 리튬 이온 흐름이 돌출부에 집중되는 현상으로부터 발생한다.
이온성 액체는 이러한 침상의 리튬을 억제할 수 있는 유망한 첨가제다. 이온성 액체의 양이온은 리튬 팁에 흡착돼 알킬 사슬 기반의 반(反)리튬성 보호층을 형성하고 이를 통해 리튬 이온을 팁 주변으로 반발시켜 균일한 리튬 증착을 유도할 수 있다.
그러나 기존의 이온성 액체는 비대칭적인 분자 구조를 가져 높은 양친매성(amphiphilic, 극성인 물과 비극성인 기름 모두에 친화적인 성질)을 보이기 때문에 자가 응집되는 현상이 일어난다. 그 결과 상대적으로 이온성 액체가 부족한 부분이 발생해 불완전한 보호층이 생기는 문제가 있었다.
강지형 교수 연구팀은 최적의 반리튬성 보호층을 형성하는 분자 구조가 대칭성을 띠는 이온성 액체 첨가제를 새롭게 개발해 침상의 리튬 성장을 억제하고 리튬 금속 배터리의 안정성을 크게 개선했다.
공동연구팀은 이온성 액체에 대칭성의 알킬 사슬을 도입해 양친매성을 완화했으며, 이에 따라 이온성 액체가 응집 현상 없이 균일한 반리튬성 보호층을 형성한다는 것과 대칭 사슬 중에 `n-헥실 사슬'이 최적의 보호층을 만든다는 것을 확인했다.
대칭성의 이온성 액체 첨가제를 삼원계(니켈·고발트·망간) 배터리에 사용한 경우, 600 사이클 동안 쿨롱 효율 99.8%와 초기 용량의 80%를 유지하며 우수한 성능을 보였고, 희박 전해액(E/C, electrolyte/cathode ratio=3.5 g/Ah), 초박막 리튬(두께 40μm)과 같은 실용적인 조건에서도 250 사이클 동안 전극의 용량이 80% 이상 유지되는 높은 안정성을 보였다. 이는 기존 기술 대비 3배 향상된 결과다.
우리 대학 신소재공학과 장진하 박사과정이 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 에너지 재료 분야 저명 국제 학술지 `어드밴스드 에너지 머티리얼즈 (Advanced Energy Materials)' 2월 10일 字 온라인판에 게재됐다. (논문명 : Self-assembled Protective Layer by Symmetric Ionic Liquid for Long-cycling Lithium-Metal Batteries).
강지형 교수는 "이번 연구는 장수명 리튬 금속 배터리 구현을 위한 전해질 설계 방향을 새롭게 제시했다는 점에서 의미가 있다ˮ고 하면서, "이번에 개발된 신개념 전해질은 급속도로 성장하고 있는 배터리 소재 시장에 게임 체인저가 될 것으로 기대된다.ˮ고 말했다.
한편 이번 연구는 한국연구재단의 미래소재디스커버리사업, 과학기술정보통신부의 리더연구자 지원사업, 나노소재기술개발사업, 2020 과학기술연구원 공동연구사업의 지원을 받아 수행됐다.
2022.02.22
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전하 전달 복합체를 이용한 신개념 디스플레이 소재 개발
우리 대학 신소재공학과 정연식 교수, 전덕영 명예교수, 한국전자통신연구원(ETRI) 권병화 박사 공동 연구팀이 차세대 디스플레이 소자에 적용 가능한 신개념 금속 산화물 복합 나노소재 개발에 성공했다고 19일 밝혔다.
KAIST-ETRI 공동 연구팀은 특정 금속 산화물 나노입자가 다른 산화물 내부에서 나노미터(nm) 크기로 분산될 경우, 접촉면(인터페이스)에서 전하가 교환되면서 전하 전달 복합체(Charge transfer complex)를 형성하는 새로운 현상을 발견했다. 연구팀은 이를 유기발광다이오드(OLED) 등 고부가가치 디스플레이에 적용해 기존 상용 유기 소재 기반의 소자 성능을 뛰어넘는 데 성공했다.
오는 2월에 우리 대학 신소재공학 박사학위 취득 예정인 김무현 연구원이 주도하고 조남명 박사, ETRI 주철웅 선임연구원 등이 참여한 이번 연구는 국제학술지 `네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)' 1월 10일 字 온라인판에 게재됐다. (논문명: Metal Oxide Charge Transfer Complex for Effective Energy Band Tailoring in Multilayer Optoelectronics)
디스플레이 발광 셀 등 다층구조를 가지는 광전자소자에서 금속 산화물은 우수한 전기적 특성 및 안정성 덕분에 전하 수송 및 주입 층으로 널리 활용되고 있다. 하지만, 유기 발광 다이오드(OLED)에서 퀀텀닷 발광다이오드(QLED), 페로브스카이트 발광다이오드(PeLED)로 이어지는 미래 디스플레이 산업에서 이러한 금속 산화물 소재를 더 유용하게 활용하기 위해서는 에너지 레벨 및 전기전도도와 같은 특성들이 더 넓은 범위에서 제어될 수 있어야 한다.
이는 유기 발광 소재, 퀀텀닷, 페로브스카이트 등으로 발광층 소재가 매우 다양해짐에 따라 디스플레이 소자들의 성능을 극대화하기 위해서는 각각의 시스템에 최적화된 전기적 특성을 제공해야 하기 때문이다.
연구팀은 에너지 레벨 차이가 있는 두 금속 산화물 사이에서 일어나는 전하 전달(Charge transfer) 현상에 주목했다. 전하 전달 복합체는 마치 건포도 빵의 형태와 유사한 구조로 되어 있는데, 건포도(나노입자)를 더 넣게 되면 더 많은 당분(전하)이 빵(매트릭스)으로 이동하여 빵 전체가 더 달콤해지는 원리로 비유될 수 있다.
이 새로운 개념을 산화 몰리브덴(MoO3) 나노입자와 산화니켈(NiO)의 조합으로 구현해 두 금속 산화물의 전하 전달 현상을 효과적으로 유도했으며, 광범위한 에너지 레벨 조절 능력 및 최대 2.4배의 전기전도도 향상을 달성했다. 이를 녹색과 청색 OLED에 적용했고 기존의 상용 유기 소재를 적용한 소자보다 32% 더 우수한 외부양자효율을 달성함으로 높은 범용성과 성능을 입증했다.
신소재공학과 정연식 교수는 "이번 기술은 핵심 소재의 성능 제어 방법을 혁신함으로써, 실감형 메타버스 구현에 꼭 필요한 최첨단 디스플레이 구현에 기여할 것ˮ이라고 전망했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 및 한국연구재단이 추진하는 미래소재디스커버리지원사업(단장 최성율), 글로벌프런티어 사업(단장 김광호) 및 나노·소재기술개발사업, 그리고 산업통상자원부에서 추진하는 소재부품장비혁신 Lab기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.
2022.01.24
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전산학부 4학년 배재성 학생, 휴학 중 학부 발전기금 1천만 원 기탁
우리 대학 전산학부 4학년 재학 중 휴학한 배재성 학생이 학부 발전기금 1천만 원을 지난달 21일에 기부했다.
배재성 학생은 2016년 우리 대학에 입학해 2017년 전산학부로 진입했다. 진입한 해에 학부 부과대표를 맡아 활동했으며, 현재 산업기능요원으로 복무하며 게임 클라이언트를 개발하고 있다.
어려서부터 사회로부터 받은 것은 다시 사회로 환원해야 한다는 부모님의 가르침을 받고 자라 항상 사회에 환원한다는 마음을 갖고 있었다는 배재성 학생은 “로티플을 창업하고 학교에 기부하신 장성훈 선배님, 이참솔 선배님 등을 보며 저도 언젠가는 의미 있게 사용될 수 있는 기부금을 전산학부에 기부하고 싶다는 꿈을 갖게 되었다”라고 기부 배경을 밝혔다.
과학고나 영재고가 아닌 일반고를 졸업한 배재성 학생은 “입학 초기에는 학교 수업을 따라가는 것이 다소 힘들었다”라고 말하며, “전산 과목을 처음 접하는 학생들이 장학금 지급 기준에 미달하는 성적을 받는 경우도 종종 보았다”라고 전했다.
장학금을 받지 못한 학생들은 등록금 마련을 위해 학습 시간을 줄여가며 아르바이트를 하고 이로 인해 다시 낮은 성적을 받는 모습을 지켜봤던 배재성 학생은 이번 기부금의 사용처를 학부생들의 등록금으로 지정해 전달했다. 전산학부 수업에 적응하지 못한 학생들도 등록금 걱정 없이 학업에 정진할 수 있도록 학부 후배들의 장학금으로 사용해달라는 것이다. 성적장학금을 받지 못한 학생에게 재학 중 한 번 지원하는 조건이다. “학생들이 학업에 더욱 정진하여 더 훌륭한 인재가 될 수 있는 밑거름이 되었으면 좋겠다”라는 배재성 학생은 올해를 시작으로 매년 1천만 원씩 기부해 더 많은 학생을 돕고, 10년간 1억 원을 기부하는 것이 목표라고 덧붙였다.
2022.01.13
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최승훈 화학과 동문, KAIST 발전기금 2억 원 약정
“세계 최고 대학으로 도약하고 있는 KAIST 발전에 도움이 되기를 바랍니다.”
최승훈 화학과 동문(석사 93, 박사 98 졸업)이 모교에 대한 감사의 마음을 전하고자 KAIST 발전기금 2억 원을 약정했다.
최승훈 동문은 “기술로 새로운 가치를 창출해 더불어 행복한 사회에 공헌하겠다는 미션으로 회사를 설립해 20년 간 운영하고 있다”라고 전하며, “개인과 기업의 성장을 이끌 수 있도록 배움과 가르침을 전해준 모교에 보답하고자 발전기금을 전하게 되었다”라고 전했다.
지난 1월 4일 총장실에서 진행된 최승훈 동문의 KAIST 발전기금 감사패 전달식에는 이광형 총장, 한재흥 상임이사, 박정호 화학과 팀장 등이 참석한 가운데 개최됐다. 최승훈 동문은 IT 및 소재 융합 기술을 기반으로 고효율, 저비용의 소재 개발 및 시스템 구축 서비스를 제공하는 ㈜인실리코를 2002년 설립해, 현재는 마이크로캡슐 제조 등으로 사업을 확장하여 회사를 운영하고 있다. ㈜인실리코는 IT & 소재 융합 기술 분야의 글로벌 리더가 되어 국가과학기술 발전에 기여하는 기업이 되고자 하는 비전을 실현하기 위해 작은 실천에 앞장서고 있다.
2022.01.12
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촉매 반응 활성도의 정량적 분석이 가능한 측정 플랫폼 개발
우리 대학 신소재공학과 정우철 교수, 기계공학과 이강택 교수와 충남대학교 김현유 교수 공동 연구팀이 촉매 반응점 탐색 및 각 지점의 활성을 정량적으로 측정할 수 있는 금속 나노입자 기반 분석 플랫폼 개발에 성공했다고 28일 밝혔다.
촉매란 반응 과정에서 소모되거나 변하지 않으면서 반응 속도를 빠르게 만드는 물질을 말하며, 반응에 참여하지만 소모되지 않기 때문에 소량만 있어도 반응 속도에 지속적으로 영향을 미칠 수 있는 물질이다. 반응을 빠르게 하는 촉매 반응은 더 적은 활성화 에너지를 필요로 하기 때문에 다양한 산업에 활용되고 있다. 백금 등을 이용해 화석 연료의 연소로 인해 발생하는 배기가스의 해로운 부산물을 분해하는 반응을 예로 들 수 있다.
연구팀은 균일한 크기의 금속 나노입자 합성 기술과 3차원 전자 단층촬영 기법을 활용해 촉매 핵심 반응점인 금속-가스-산화물 및 금속-가스상 접합 계면의 수를 정량적으로 분석했으며, 이 같은 결과를 측정된 촉매 반응성과 연계시키는 방식으로 촉매 반응 활성도의 정량적 분석이 가능한 측정 플랫폼을 설계했다. 이러한 기술은 특정 반응에 활용이 제한되지 않기 때문에 향후 여러 촉매 반응 분야에 폭넓게 응용 및 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
신소재공학과 이시원, 하현우 박사후연구원, 기계공학과 배경택 박사과정생 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 재료화학분야 국제 학술지 `켐(Chem, IF=22.804)'에 12월 23일 자 온라인판에 게재됐다. (논문명 : A measure of active interfaces in supported catalysts for high-temperature reactions).
금속 나노입자 촉매는 매우 적은 양으로 우수한 촉매 활성을 보일 수 있다는 가능성으로 에너지·환경 등 여러 분야에서 큰 관심을 받고 있다.
하지만 나노입자로 구성된 촉매 소재는 높은 작동온도에서 서로 응집되는 특성이 있으며 이는 결과적으로 촉매 활성을 저해하는 한계로 작용한다. 그뿐만 아니라, 실제 반응 작동 환경에서 금속 입자 촉매의 구체적인 반응 활성 지점이 어디인지, 각 지점에서의 반응활성도는 얼마나 되는지 그 양을 정량적으로 비교·분석할 수 있는 기술이 없어 해당 분야 발전에 한계가 있었다.
연구팀은 문제 해결을 위해 균일한 크기로 금속 나노입자 촉매를 합성해 입자의 구조를 제어하는 데 성공했으며, 이를 산화물 막으로 감싸는 코팅기술을 적용해 고온에서 나노입자가 응집되는 현상을 해결했다. 여기에 3차원 전자 단층촬영 기법, 스케일링 관계식, 그리고 밀도범 함수 이론을 적용하고 이를 다양한 조건에서 측정한 반응성과 연계시킴으로써 구체적인 반응 지점 및 활성을 규명했다.
연구팀은 이번 연구에서 대표적 귀금속 촉매인 백금과 고온 촉매 반응인 메탄산화반응을 활용했으나, 이번 기술은 향후 소재 종류 및 반응 종류에 상관없이 다양한 분야에 폭넓게 응용 및 적용될 수 있다.
정우철 교수는 "이번 연구를 통해서 주어진 반응에 대한 금속 나노입자 촉매의 반응 특성을 정량적으로 분석할 수 있는 고신뢰성 측정 플랫폼을 구축했다ˮ며, "이는 앞으로 우수한 복합촉매 소재 선별 등 촉매설계 종합 솔루션을 제공하는 데 활용될 것으로 기대한다ˮ 라고 말했다.
우리 대학 물리학과 양용수 교수, GIST 김봉수 교수 연구팀에서도 공동으로 참여한 이번 연구는 한국연구재단 나노·소재원천기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.
2021.12.28
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전해액 첨가제로 리튬금속전지 수명 높인다
우리 대학 생명화학공학과 최남순 교수 연구팀이 리튬금속전지의 장수명화를 가능하게 하는 전해액 첨가제 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 개발된 첨가제 조합 기술은 리튬금속 음극 표면에 바람직한 이중층 고체전해질 계면 박막을 형성해 리튬 덴드라이트 형성을 억제하고 리튬이온을 균일하게 전달해 리튬금속전지의 수명과 고속 충‧방전 특성을 대폭 향상시켰다.
오래 달리는 전기차를 실현하기 위해서는 전지의 핵심 성능인 에너지밀도를 높여야 한다. 리튬금속전지는 리튬이온전지의 흑연보다 10배 이상 높은 용량을 발현하는 리튬금속 음극을 채용하고 있어 전지의 고에너지 밀도화를 달성할 수 있다.
그러나 높은 환원력을 가지는 리튬금속 음극과 전해액의 반응을 제대로 제어하지 못하면 리튬금속전지의 장수명을 달성하기 어렵다. 리튬금속 표면에 고체전해질 계면막을 형성시키는 것에만 집중해 한계점을 보이는 기존 연구들과는 달리 연구팀은 고체전해질 계면막을 계층화하고 형성된 이중층 계면막의 담당 기능을 구체화할 수 있는 환원반응성과 흡착력이 다른 2종 이온성 첨가제를 도입해 리튬금속 전지 수명을 획기적으로 끌어올리는데 성공했다. 또한, 니켈리치 양극 표면을 보호하는 얇은 계면막을 형성하여 양극의 구조적 안정성도 확보할 수 있었다.
최남순 교수 연구팀은 리튬금속 음극이 가지는 불안정성을 해결하기 위해 전자 받음 능력과 흡착 경향성에 따른 이온성 첨가제의 순차적인 환원 분해에 의해 이중층 고체전해질 계면막이 형성되도록 설계했으며 리튬금속 음극에 근접한 계면막은 리튬 전착-탈리반응에 따른 스트레스를 견딜 수 있는 기계적 강도를 가지는 리튬플루오라이드(LiF) 성분의 물질을 가지도록 했다.
바깥쪽 계면막은 전해액으로부터 리튬이온이 균일하게 공급되도록 하는 이온 수송 능력이 우수한 리튬나이트라이드(Li3N) 물질이 포함되도록 했다. 이러한 리튬금속 음극 표면 고체전해질 계면막의 계층적 구조화 기술은 리튬-합금기반 음극재, 리튬저장 구조체 및 무음극 기술 등과도 접목이 가능해 기업에서 요구하는 수준의 리튬금속전지를 실현하는 전해액 핵심 소재 기술이 될 것으로 기대된다. 특히, 이차전지 시장 판도를 바꿔 놓을 게임 체인저(game changer)가 될 것으로 기대하고 있는 무음극 이차전지 기술의 경우 충전 시 리튬금속이 음극 기재에 생성되므로 리튬금속을 안정화시키는 전해액 첨가제 기술은 무음극 이차전지의 성능을 더욱 끌어올리는 데 기여할 것이다.
이번 논문의 공동 제1 저자인 우리 대학 생명화학공학과 김세훈 박사과정은 "리튬디플루오로 옥살레이트 포스페이트(LiDFBP)와 리튬나이트레이트(LiNO3)를 불소 도너와 질소 도너형 첨가제로 도입해 리튬금속 음극의 가역성과 형상 균일화가 가능했으며 이러한 이중층 계면막은 양극과의 크로스 토크(cross-talk)을 최소화해 4V 이상의 고전압에서 전해액이 분해되지 않도록 했다ˮ며 "기존에 보고된 리튬금속 전지용 전해액 조성 기술의 한계를 뛰어넘는 고전압·장수명 리튬금속 전지용 전해액 소재를 개발하게 됐다ˮ 라고 말했다.
개발된 리튬금속 음극 보호용 이중층 계면막 기술은 리튬금속 음극과 니켈 리치 양극으로 구성된 전지의 600회 충·방전 후에도 초기 용량의 80.9%를 발현했으며 99.94%의 매우 높은 쿨롱효율을 보였다.
최남순 교수는 “개발된 고체전해질 이중층 계면막 기술은 기존에 보고되던 고체전해질 계면막과는 달리 계층적 구조화를 통해 고강도 막과 고이온 전달성 막을 리튬금속 음극 표면에 형성하는 새로운 시도”라며 “이러한 기술은 리튬금속 전지의 최대 과제인 리튬금속 음극과 전해액의 불안정한 계면을 제어하는 첨가제 개발에 새로운 방향을 제시했다”라고 연구의 의미를 강조했다.
이번 연구에서 우리 대학 최남순 교수와 김세훈, 이민영(現 SK Innovation 연구원), 이정아 연구원은 구조화된 고체전해질 계면막을 형성하는 전해액 첨가제 기술을 개발하고 이중층 계면막의 구조를 분석해냈다. UNIST 곽상규 교수와 박성오 박사, 임마누엘 크리스탄토(Imanuel Kristanto) 연구원, 이태경 박사(現 한국에너지기술연구원 연구원), 황대연 박사(現 현대자동차 연구원)는 계산화학을 통해 음극 및 양극의 고체전해질 계면막의 구조화 기술에 대한 메커니즘을 규명했으며 UNIST 이현욱 교수와 김주영, 위태웅 연구원은 전해액 첨가제가 수지상 리튬 형성을 억제함을 시각적으로 보였다.
한편 이번 연구는 저명한 국제 학술지 `에너지 스토리지 머터리얼즈 (Energy Storage Materials)'에 10월 25일 字로 온라인 공개됐다(논문명 : Stable electrode-electrolyte interfaces constructed by fluorine- and nitrogen-donating ionic additives for high-performance lithium metal batteries).
이번 연구 수행은 과학기술정보통신부의 기후변화대응기술개발사업, 산업통상자원부의 차세대 이차전지용 극박 음극전극 개발 사업, 현대자동차의 지원으로 이뤄졌다.
2021.11.16
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학생 창업기업 엘리스, 발전기금 3억 원 약정
우리 대학 전산학부 학생 창업기업 엘리스(대표 김재원)가 모교에 발전기금 3억 원을 약정했다. 약정식은 11일 오후 서울 도곡캠퍼스에서 열렸다.
엘리스 관계자는 "이번 기부는 엘리스의 첫 번째 사회공헌 활동으로 여섯 번째 창립기념일인 11일에 약정식이 함께 열려 더욱 뜻깊은 날을 맞았다ˮ라고 설명했다.
우리 대학은 엘리스의 기부금을 전산학부 건물 증축에 사용해 소프트웨어 엔지니어를 길러낼 수 있는 학생 연구실·코딩 및 프로젝트 실습실·사회환원 교육 프로그램 장소 등을 마련할 예정이다. 엘리스는 김 대표를 주축으로 한 전산학부 연구실 동료들이 2015년 공동으로 창업한 스타트업이다. 2017년 인공지능이 코딩을 가르치는 디지털 교육 실습 플랫폼 서비스를 출시했다. 이후, SK, LG 등 재계 20위권 내 17개 기업을 포함해 대학과 정부 및 공공기관 등 100여 개의 회사가 직원 교육에 엘리스의 플랫폼을 도입했으며, 교육 이수자 20만 명, 평균 이수율 80% 이상 달성하는 등 빠른 성장세를 보이고 있다.
김재원(35) 엘리스 대표는 "이번 기부를 통해 미래 인재와 교육자 양성을 지원하며 교육 혁신에 이바지할 수 있어 기쁘다"라고 말했다. 이어, 김 대표는 "앞으로 교육 인프라를 확대해 교육자와 학습자 간 활발한 소통을 유도하며, 교육 격차를 해소하고 교육의 질을 향상시키는 선순환 구조를 만들고 싶다"라고 포부를 밝혔다. 이광형 총장은 "소프트웨어 인재 양성은 국가적으로도 매우 중차대한 과제 중 하나인데, KAIST 캠퍼스에서 탄생한 스타트업이 우리 사회에 꼭 필요한 교육을 제공하는 훌륭한 기업으로 성장한 것을 보니 매우 감격스럽다"라고 말했다. 이어, 이 총장은 "더 많은 인재가 좋은 동료와 스승을 만나 무한한 아이디어와 기술력을 펼쳐갈 수 있는 캠퍼스를 조성하는 일에 이번 기부금을 활용하겠다"라고 화답했다. 11일 열린 약정식에는 김재원(35) 대표를 포함해 김수인(32) CPO, 박정국(28) CTO, 김창현(37) 기술팀장 등 KAIST 출신 엘리스 임직원 4명이 참석했다. KAIST에서는 이광형 총장과 김보원 대외부총장, 엘리스의 기업 고문이자 공동창업자들의 지도교수인 오혜연 전산학부 교수가 자리를 함께해 감사와 격려의 인사를 전했다
2021.11.15
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전산학부 동문 박준하 토스뱅크 CTO 1억 기부
우리대학 전산학부(학사 99) 동문인 박준하 토스뱅크 CTO가 전산학부에 발전기금 1억 원을 기부했다.
박준하 동문은 NHN, 열두시, 플레이독소프트, 비바리퍼블리카(토스) 등의 개발자를 거쳐 2021년부터 토스뱅크 최고기술책임자(Head of Technology)로 재직 중이다. 여러 분야에서 경력을 쌓으며 혁신을 하기 위해 많은 고민을 해왔지만, 결국 가장 중요한 것은 좋은 개발자와 엔지니어를 배출하는 것이라고 결론을 내린 박준하 동문은 "좋은 세상을 만들어 가는 일에 기여할 수 있는 개발자를 양성하는 일에 힘을 보태고 싶다"라고 기부 취지를 전했다. 전산학부는 "박준하 동문님의 귀한 기부금은 학부 공간 확장을 위해 소중하게 사용하겠다"라고 감사의 뜻을 전했다. 박준하 동문의 인터뷰는 유튜브를 통해 확인할 수 있다.(인터뷰 영상 바로가기 => https://www.youtube.com/watch?v=T8hBml5Vm5s)
2021.11.04
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휴보 아빠 오준호 명예 교수 50억 원 기부
세계적인 로봇공학자이자 국내 최초의 이족보행 휴머노이드 로봇을 만든 ʻ휴보 아빠ʼ 오준호(67) KAIST 기계공학과 명예교수가 50억 원을 우리 학교에 기부했다. 오 교수 기부의 시작은 2011년으로 거슬러 올라간다. 오 교수는 KAIST의 39번째 창업 교원이다. 창업을 전방위로 지원하는 요즘의 분위기와는 다르게 교원 스스로 창업 지식 및 인력을 확보하고 복잡한 승인 절차를 거쳐야 했던 시절이었다. 국내 휴머노이드 로봇 분야를 개척한 선구자답게 창업에도 일찌감치 뛰어들기로 결심한 오 교수는 ʻ레인보우 로보틱스ʼ를 설립한 뒤 회사 주식의 20%를 학교에 기증했다. 연구와 창업을 같이 할 수 있도록 배려해준 학교에 감사의 마음을 표현하기 위해서였다.
이후, DRC-휴보를 개발해 출전한 세계 재난 로봇 경진대회인 ʻ다르파(DARPA) 로보틱스 챌린지ʼ에서 미국·일본 등 로봇 강국을 제치고 우승을 차지하고 2018 평창올림픽의 성화 봉송 주자로 나서 세계에 이름을 알리는 등 혁혁한 성과를 일궈냈다. 오 교수는 지속적인 연구 혁신과 기술 개발을 바탕으로 ʻ레인보우 로보틱스ʼ는 올해 2월 코스닥 시장에 입성시켰다. 열 번째 창립기념일을 일주일 앞둔 날이었다. 창업 당시 200만 원의 가치였던 400주의 주식은 상장을 거치며 50억 3,900여만 원에 달하는 결실이 되어 발전기금으로 기탁되었다. 오 교수의 기부금은 KAIST 교내 창업기업의 발전기금 가운데 가장 큰 금액으로 KAIST는 ʻ오준호 기금ʼ으로 명명해 학교 발전을 위해 활용할 계획이다.
오준호 교수는 "대학에 지원된 연구비의 결과가 창업으로 이어지고 다시 대학으로 환원되는 선순환 구조의 선례를 남기게 되어 큰 보람을 느낀다ˮ며 "이 기금이 KAIST의 발전에 조금이라도 도움이 될 수 있도록 유용하게 사용되기를 바란다ˮ라고 소감을 전했다.
이광형 총장은 "혁신적인 연구를 하는 것, 그 성과를 창업으로 연결해 경제적 가치를 창출하는 것, 이 모든 것을 통해 국민이 기대하는 사회적 가치를 만들어 내는 것이 KAIST가 추구하는 신문화전략(QAIST)의 중심축인데, 오준호 교수가 그 정수를 완벽하게 보여주셨다ˮ라고 감사의 말을 전했다.
이어 이 총장은 "오 교수께서 선배이자 스승으로서 훌륭한 본보기와 큰 재원을 마련해주신 만큼 후배 교수들과 학생들이 대학의 창업 생태계를 적극적으로 활용해 기술 창업을 이어가 더 큰 꿈을 이룰 수 있도록 적극적으로 지원하겠다ˮ라고 밝혔다.
2020년 KAIST 기계공학과 교수직에서 은퇴한 오 교수는 현재 ʻ레인보우 로보틱스ʼ의 최고기술책임자(CTO)로 활약하고 있다. 인간형 이족보행 로봇 플랫폼·4족 로봇·협동로봇·천문/우주 관측용 핵심기구 개발 등 로봇 기능을 고도화하기 위한 각종 기술 연구·개발을 총괄하고 있다. 25일 오후 KAIST 대전 본원에서 열린 감사패 전달식에는 오준호 교수와 이정호 대표이사, 허정우 이사 등 레인보우 로보틱스 관계자들과 이광형 총장, 이승섭 교학부총장, 이상엽 연구부총장, 김보원 대외부총장, 이동만 공과대학장, 김경수 기획처장, 김정 기계공학부장 등이 참석했다. 또한, 오준호 교수의 뒤를 이어 휴보랩을 이어받은 기계공학과 박해원, 황보제민 교수도 뜻 깊은 자리를 함께했다.
2021.10.25
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