NST, 2020 출연연 우수연구성과 24건 선정

KIST 휴대폰 전자파 흡수 초경량 소재 개발

원자력硏 초고속 전자회절장치 물성연구 새 章

재료硏 세계 최강 합금기술 연성·인성·전도도 ↑

에너지硏 ‘수전해 스택’ 수소 생산 효율 극대화

ETRI 지능로보틱스 AI 핵심기술 자율주행 지원

기초과학硏 전고체 이차전지 본격 상용화 물꼬

항공우주硏 위성산업 경쟁력 향상 견인차 우뚝

KISTI 국가연구데이터 플랫폼 구축 성과 인정

▶ 한국항공우주연구원이 세계 최초로 개발한 해양·환경 감시용 정지궤도위성 ‘천리안2B호’전자파 시험 모습. [한국항공우주연구원 제공]
▶ 한국항공우주연구원이 세계 최초로 개발한 해양·환경 감시용 정지궤도위성 ‘천리안2B호’전자파 시험 모습. [한국항공우주연구원 제공]

코로나19가 촉발한 사회·경제적 대변혁 속에서 과학기술이 더욱 주목받고 있다. 이런 가운데 국가과학기술연구회(NST)가 ‘2020년도 출연연 우수연구성과’를 선정해 사회·산업적 혁신의 마중물 역할을 할 수 있을지 주목된다.

NST는 과학·기술·경제·사회·인프라적 가치, 기관 미션 부합성 등을 종합적으로 검토해 과학기술정보통신부 장관상 10건, NST 이사장 상 14건을 각각 선정했다.

이번에 선정된 2020년 출연연 우수 연구성과 중 탄소중립, 디지털뉴딜, 감염병 대응, 소·부·장 관련 주목할만한 굵직한 연구성과가 대거 포함됐다.

▶日 수출규제 대응 소·부·장 국산화=이번 출연연 우수 연구성과에는 일본의 수출규제로 촉발된 소재·부품·장비 국산화를 가능케 할 연구성과가 주목받고 있다.

한국과학기술연구원(KIST) 구종민 박사 연구팀은 기존 차폐 소재의 한계를 극복, 휴대폰의 전자파를 99.999999999%까지 차단할 수 있는 초경량 전자파 흡수소재 기술을 개발했다.

연구팀이 개발한 Ti3CN 맥신 나노소재 기술은 머리카락 두께와 유사한 약 40㎛(마이크로미터) 두께에서 116dB 이상의 높은 전자파 차폐 성능을 확보했다. 이를 통해 고집적 모바일 전자통신 기기와 국방분야 전자파 차폐소재로 활용될 전망이다.

한국원자력연구원 정영욱 박사팀은 ‘초고속 전자회절 장치’를 개발, 32펨토초(10~15초)의 시간분해능을 갖추고 있어 세계에서 원자와 분자의 운동을 가장 빠르게 포착할 수 있는 전자카메라를 만들었다. 이 장치는 기존보다 원자의 운동을 3배 이상 빠르면서 100배 이상 밝게 관측할 수 있어서 향후 물성 연구에 다양하게 활용될 것으로 기대된다.

한국재료연구원 한승전 박사는 구리 및 알루미늄 합금의 강도와 상반된 특성으로 여겨지는 연성, 인성, 전도도 등을 동시에 향상시킬 수 있는 기술을 개발했다. 이 기술은 저가의 원소를 이용한 합금 설계와 기존 제조 장비와 공정만으로 세계 최고의 강도 및 연성조합을 가진 주조 및 전신 알루미늄 합금을 제조할 수 있는 기술이다. 이를 이용할 경우 합금 성분의 변화만으로도 강도와 그 제반 특성을 획기적으로 향상시키는 게 가능하다.

▶탄소배출 줄이고 친환경 에너지 생산=정부가 2050년까지 탄소중립을 실현하기 위한 정책을 추진하는 가운데 한국에너지기술연구원에서는 재생에너지를 이용한 2세대 수전해 그린수소 생산기술을 국내 최초로 개발해 수소경제 시대를 앞당기고 있다.

한국에너지기술연구원 수소연구단 김창희 박사 연구팀은 수소경제 핵심 기술인 ‘부하변동 대응형 수전해 스택’을 개발했다. 이 스택은 태양광, 풍력 등과 같이 간헐성과 변동성이 큰 재생에너지를 이용해 안정적이며 고효율로 수소를 생산할 수 있다. 이로써 수소 생산 효율이 82% 이상으로 극대화, 부하변동 시 발생할 수 있는 가스 혼입 및 전극 효율 문제를 해결해 보다 넓은 출력 범위의 연계 운전이 가능하게 됐다.

한국건설기술연구원 김이태 박사는 음식물 쓰레기를 이용한 석탄대체연료를 개발, 음식물 쓰레기 문제와 이산화탄소 배출 문제를 동시에 해결하는데 앞장섰다.

시범적으로 발전에 사용하게 될 음식물 쓰레기 고형재생연료는 실증실험을 통해 6000kcal/kg의 우수한 효율을 구현했다. 이는 현재 발전용으로 쓰이는 석탄과도 맞먹는 화력이다. 이 기술을 활용하면 전량수입에 의존하던 목재펠릿을 대체해 연간 3000억원 절감과 885만t의 온실가스 저감 효과를 거둘 것으로 예상된다.

▶한국판 뉴딜·우주개발 핵심기술 확보=디지털뉴딜 핵심기술 확보 성과도 돋보인다. 한국과학기술정보연구원(KISTI)에서는 연구데이터를 체계적으로 관리하고 공유·활용할 수 있도록 국가연구데이터플랫폼(DataOn)을 구축한 성과를 인정받았다. 데이터온은 국내외 연구데이터 약 110만건과 코로나19 데이터 1500건을 수집 공유하고 있다.

한국전자통신연구원(ETRI) 인간의 행동을 이해해 개인 맞춤형 서비스를 제공할 수 있는 지능로보틱스 인공지능(AI) 핵심기술을 개발했다.

이 기술은 교차로에 안전정보 시스템 및 서비스를 구축하고 차량이나 보행자에 관한 안전정보를 실시간으로 차량에 알려 사고를 예방하고 협력 및 자율주행을 지원하도록 하는 것이 연구의 목표다.

한국기초과학지원연구원 김해진 박사는 차세대 배터리로 주목받는 ‘전고체 이차전지’의 안전성을 획기적으로 높이는데 성공, 실험실 수준을 벗어나 본격 상용화의 물꼬를 텄다.

연구팀이 개발한 전고체 이차전지는 고체 전해질을 사용하기 때문에 기존 액체 전해질 이차전지에서 발생하는 폭발 가능성이 원천 차단돼 안전하다. 또한 1mm 이하의 얇은 두께인 전지를 자유롭게 구부리거나, 자르거나, 전지의 내부를 공기 중에 노출시켜도 안정적으로 작동함을 실험을 통해 검증했다.

성능 확인을 위해 제작된 100mAh 용량의 전고체 이차전지는 500회의 충·방전 및 1000회 굽힘 테스트 진행 후에도 90%의 용량을 유지했다.

한국식품연구원 김윤태 박사는 국내 최초 개별인정형 여성 갱년기 증상 완화 프로바이오틱스 YT1 상용화에 성공했다. 갱년기 실험 모델에서 YT1 투여 시 골밀도 증가, 통증 민감도 완화, 우울증 유사행동 개선 효과 및 장벽강화 활성 효과를 확인했다.

연구팀은 휴온스에 기술을 이전하고 식약처에서 갱년기 여성 건강에 도움을 줄 수 있는 개별인정형 원료로 인정을 받았다. 이 기술을 활용해 출시된 갱년기 유산균 기능성식품은 지난해 약 282억원의 매출을 기록했다.

한국항공우주연구원은 세계 최초 해양·환경 감시 정지궤도위성 ‘천리안2B’호 개발 성공을 이끈 공로가 인정됐다. 천리안2B호는 자력으로 설계, 제작, 시험, 발사 및 초기운영 전 과정을 독자수행함으로서 국내 위성산업 경쟁력을 향상시켰다는 평가다.

세계 최초로 미세먼지 등 대기오염물질을 주간 상시 관측할 수 있는 초분광 환경탑재체와 한층 향상된 해양관측 임무를 수행하는 해양탑재체를 장착하고 있다.

이외에도 한국생산기술연구원에서는 실내공기 중의 박테리아, 바이러스 등을 제거할 수 있는 플라즈마 발생 기술을 개발했고, 한국생명공학연구원에서는 영장류기반 전임상 동물모델 구축 원천기술을 확보해 산·학·연·관 각계에서 활용할 수 있게 하는 등 감염병에 대한 신속한 대응기반을 구축했다. 이는 코로나19 치료제와 백신 후보물질 전임상 실험에도 적용되는 기술이다.

구본혁 기자