휴대용 전자기기, 스스로 전기생산 길 열리나..자가구동 광전자센서 기대

기사입력 : 2018년08월01일 23:04

최종수정 : 2018년08월01일 23:05

제주대 김상재 교수팀 '스스로 발전, 빛에 반응' 에너지수확기 개발
자가구동 신소재기반 IoT 및 광전자센서 개발 기대

자가발전과 광검출 동시구현 가능한 SbSI 압전나노발전기 모식도[자료=한국연구재단]

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 국내 연구진이 각종 휴대용, 웨어러블 전자기기의 자가발전 장치로 기대되는 나노 발전기에 빛을 검출하는 기술을 개발했다.

1일 한국연구재단에 따르면 제주대 공과대학 메카트로닉스공학과 김상재 교수팀은 ‘안티모니 요오드화황(SbSI)’ 화합물 소재를 사용해 다기능 감광성 압전 나노발전기를 개발하는 데 성공했다.

연구팀은 압력‧진동에 의한 자가발전과 광검출 특성을 동시에 갖는 새로운 강유전성 나노 소재를 활용해 나노 발전기를 한층 발전시켰다.

소재로 쓰인 '안티모니 요오드화황'은 압력이나 진동을 가하면 전기가 발생하는 압전(壓電, piezo-electric) 효과를 비롯해 반도체, 광반응 특성 등 다양한 기능이 있다.

이를 사용해 처음으로 제작된 압전 나노 발전기는 2N(뉴턴)의 작은 외력에도 5V(볼트), 150nA(나노암페어)의 전류를 생성하고, 적색 빛을 조사했을 때 0.1∼0.01초 만에 반응하는 뛰어난 광스위칭 속도를 보였다.

나노발전기는 아주 작은 크기의 물질을 이용해 인체의 움직임과 같이 주변에서 흔히 발생하는 기계적 에너지로부터 전기 에너지를 수확한다. 발전기가 작고 가벼우며 구동 회로가 단순화‧집적화할 수 있다. 착용형‧휴대용‧신체이식형 기기에 적용될 미래지향적 기술이다.

김 교수는 “개발된 SbSI 나노발전기는 자체 발전, 감광성 압전 특성, 광스위칭 및 응답특성, 자가발전 및 센싱소자의 일체화 등 차별화한 특징이 있다”고 말했다.

또한 ”광 트랜지스터, 광 검출기 등의 차세대 광 스위칭 소자뿐만 아니라 전력공급이 어려운 지역의 화재경보 및 초미세먼지 모니터링 시스템 등의 사물인터넷(IoT) 리모트 센서에 적용될 수 있다"고 연구의 의의를 설명했다.

이번 연구성과는 권위있는 국제학술지 나노에너지(Nano energy) 올 8월호 논문으로 게재됐다.

◆ 연구자가 직접 전하는 ‘연구이야기’

제주대 공과대학 메카트로닉스공학과 김상재 교수 [사진=한국연구재단]

- 이번 성과, 무엇이 다른가?

▲ 소속한 제주대 연구실에서는 차세대 자체 전원공급센서 및 시스템의 개발을 목표로 나노발전기, 에너지저장원 및 자가구동센서의 집적화시스템의 개발에 관한 연구를 수행하고 있다. 이번 연구에서 처음으로 SbSI 소재를 이용한 나노발전기를 제작했고 압전에 의한 광응답 및 광검출 특성을 확인했다. 소자의 유연성, 제작시간과 비용, 다기능 신소재의 적용 등에서 현재의 광전자시스템 분야의 기반기술을 일부 대체할 가능성이 있다. 특히, 제작 소자의 압전나노발전과 광센싱의 동시 작동기능은 외부 전원이나 배터리 없는 초소형의 사물인터넷 리모트 센싱 시스템 개발에 적용이 기대된다.

- 어떻게 활용될 수 있나? 실용화를 위한 과제는?

▲ SbSI소재를 활용한 압전-반도체-광특성의 3가지 결합 기구는 유연 전자공학, 스위칭 소자, 광다이오드 및 트랜지스터 기술, 광통신, 광 검출기 등의 개발에 적용과 접근이 가능하다. 외부전원이나 배터리 없는 초소형의 사물인터넷 리모트 센싱시스템 개발을 목표로 하고 있다.

에너지수확 및 광 검출성능(응답속도, 스위칭속도), 노이즈 저감, 소자의 안정성, 소자설계와 패키징 기술의 개선 및 원천기술 확보가 우선시돼야 한다. 또 SbSI 소재의 압전 및 광전자 소자 적용은 기술의 도입기에 해당, 향후 3년간의 연구개발 성과 여부에 따라 상용화 여부가 결정될 것으로 판단된다.

- 연구를 시작한 계기나 배경은?

▲ 지리적으로 격리되고 고립된 지역의 전력공급 및 센싱시스템을 위한 외부 전원이 필요 없도록 자연환경을 이용해 에너지 발생 및 저장에 기반한 자가 구동 센싱 시스템의 가능한 방법을 모색한 것이 계기가 됐다.

기존 연구와는 차별화해 일상적으로 버려지는 기계적인 에너지와 빛 에너지의 동시 활용이 가능하고도 외부전원이 필요 없는 센서를 개발하던 중 AVBVICVII족 물질의 강유전-반도체-광특성이 예상되는 SbSI 소재의 특성을 이용, 나노발전기를 처음으로 제작했다. 이어 자가발전 및 광검출의 동시구현이 가능한 새로운 소자개발에 적용하게 됐다.

- 꼭 이루고 싶은 목표나 후속 연구계획은?

▲ 후속연구에서는 다른 다양한 원소의 AVBVICVII 족 화합물의 조성에 의한 자가 구동 광검출 소자의 개량 및 상용화 통하여 지역 및 사회에 공헌하고 먹거리를 창출할 수 있는 가시적인 성과를 도출했으면 한다.

- 기타 특별한 에피소드가 있었다면?

▲ 주변의 열악한 환경에 굴하지 않았다. 이 주제에 관해 여러 번에 걸친 수정 및 보완실험을 통해 장기적 안목으로 포기하지 않은 것이 좋은 결과를 도출한 것으로 판단된다.

kimys@newspim.com

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"딥시크 부당하게 데이터 수집했을 수도" [뉴욕=뉴스핌] 김민정 특파원 = 미국 인공지능(AI) 스타트업 오픈AI는 중국 딥시크(DeepSeek)가 부당하게 회사의 데이터를 수집했을 가능성을 제기했다. 29일(현지시간) 뉴욕타임스(NYT)에 따르면 오픈AI는 딥시크가 오픈AI 기술로 생성한 데이터를 사용해 자체 시스템에 비슷한 기술을 훈련했을 가능성이 있다고 밝혔다. AI 업계에서 훈련에 사용되는 디스틸레이션(distillation) 기법은 흔하지만, 오픈AI는 서비스 약관에 같은 시장에서 경쟁할 기술을 만들어내기 위해 오픈AI의 시스템이 생성해 낸 데이터를 사용하지 못한다고 명시하고 있다. 오픈AI의 리즈 부르주아 대변인은 NYT에 보내 이메일에서 "우리는 중국의 조직들이 미국 AI 모델을 복제하기 위해 디스틸레이션으로 알려진 것을 포함한 방법을 사용해 활발히 작업 중이라는 사실을 알고 있다"고 설명했다. 그러면서 "우리는 그것을 인지하고 있으며 딥시크가 부적절하게 우리 모델을 디스틸레이션 했다는 징조를 검토하고 있고 더 많은 것을 알게 되면 공유할 것"이라고 덧붙였다. 딥시크는 지난주 R1 모델을 내놓으며 전 세계 AI 혁신을 주도하고 있다고 믿어온 실리콘밸리를 충격에 빠뜨렸다. 딥시크는 R1 모델 개발에 단 2개월의 시간과 600만 달러 미만의 자금이 소요됐다고 밝히며 그동안 실리콘밸리의 천문학적인 투자를 무색하게 했다. 도널드 트럼프 미국 대통령은 딥시크의 개발이 긍정적이라면서도 미국 기업들에 경종을 울렸다고 평가했다. 이날 상원 인사청문회에 나선 하워드 러트닉 상무장관 지명자는 딥시크가 도난당한 미국 기술과 첨단 미국 반도체를 활용해 저렴하게 강력한 AI 모델을 개발할 수 있었다면서 미국이 AI 분야에서 리더십을 유지하기 위해 사이버 보안에 대한 미국 표준과 유사하게 글로벌 표준을 창출하기 위한 모델을 설정해야 한다고 강조했다. 오픈AI 챗GPT와 딥시크.[사진=로이터 뉴스핌] 2025.01.28 mj72284@newspim.com mj72284@newspim.com 2025-01-30 03:07

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여야, 설 이후 전력망법 등 입법 본격화 [서울=뉴스핌] 김가희 기자 = 설 연휴 이후 국회의 민생 행보에 관심이 집중된다. 우선 여야는 국가기간전력망 확충 특별법을 포함한 주요 에너지·산업 법안의 조속한 처리를 위해 협상에 들어갈 예정이다. '12·29 여객기 참사 진상규명과 피해자 및 유가족 피해 구제를 위한 특별위원회(여객기 참사 특위)'와 국정협의회 등도 본격 가동될 전망이다. [서울=뉴스핌] 정일구 기자 = 다사다난했던 2024년 갑진년(甲辰年)이 저물고 있다. '푸른 용의 해' 우리는 더 높게 비상하는 한 해가 되길 바랐지만 현실은 녹록지 않았다. 4·10 총선 결과로 22대 국회의 '여소야대' 국면부터 이상기후로 인한 농산물 등 물가 상승까지 서민들의 부담은 가중됐다. 초유의 12·3 비상계엄 사태와 이어진 윤석열 대통령 탄핵소추안 가결, 무안공항 여객기 참사까지 쉴 틈 없는 아픔의 연속이었다. 다가오는 2025년 을사년(乙巳年)은 푸른 뱀의 기운으로 우리 모두가 꺾이지 않고 희망의 한 해가 되길 기대해 본다. 사진은 서울 여의도 서울달에서 바라본 국회 모습. 2024.12.31 mironj19@newspim.com 29일 정치권에 따르면 여야 정책위의장은 지난 22일 국회에서 만나 '첨단산업 에너지 3법(국가기간전력망 확충 특별법·해상풍력발전 보급 촉진 특별법·고준위 방사성 폐기물 관리에 관한 특별법)' 처리에 공감대를 형성했다. 김상훈 국민의힘 정책위의장은 회동을 마친 뒤 "지난해 11월에 합의했던 법안이 있다"며 "처리하기로 합의했던 법안 63건 중 본회의에서 통과된 게 24건이고, 나머지 법안 39건은 아마 더불어민주당도 합의 처리하는 데 특별한 그것(이견)은 없는 것 같다"고 밝혔다. 국가기간전력망 확충 특별법은 정부 차원의 개입으로 전력망 구축 사업 인허가 절차를 대폭 개선하는 것을 골자로 한다. 해상풍력 특별법은 민간사업자가 주도하던 해상풍력 사업을 정부 주도 방식으로 전환하는 내용이다. 고준위 방폐장법은 원자력 발전 과정에서 발생하는 고준위 폐기물(사용후핵연료)을 영구적으로 처리하기 위한 방안을 담고 있다. 다만 에너지 3법과 함께 '미래 먹거리 4법'으로 불리는 반도체산업 특별법은 '주52시간 근무제 예외(화이트칼라 이그젬션) 조항'을 두고 추가 논의가 필요한 상황이다. 국민의힘은 '반도체 산업 경쟁력 확보를 위해서는 예외 조항이 필요하다'는 입장이지만, 민주당은 다음 달 초 토론회를 열고 최종 입장을 결정할 예정이다. 지난해 12월 29일 무안국제공항에서 일어난 제주항공 여객기 참사 관련 국회 특별위원회도 활동을 이어간다. 여객기 참사 특위는 오는 2월 6일 전체회의를 열고 국토교통부·행정안전부·보건복지부 등을 상대로 현안 질의를 실시할 계획이다. 이 밖에도 여야는 국정협의회 가동을 위한 논의에 나설 것으로 관측된다. 12·3 비상계엄 사태 후 국정 혼란 수습을 위해 마련된 국정협의회는 지난 9일 첫 실무회의를 열고 참석자 및 공식 명칭 등을 확정했다. 협의회 참석자는 최상목 대통령 권한대행 부총리 겸 기획재정부 장관, 우원식 국회의장, 권영세 국민의힘 비상대책위원장, 이재명 민주당 대표 등 4명이다. 그러나 여야가 추가경정예산(추경) 편성 등을 두고 이견을 좁히지 못하며 협의회는 사실상 좌초된 상태다. 양당 정책위의장은 지난 22일 국정협의회 실무 협의를 진행했으나, 성과를 얻지 못했다. 여야가 설 이후 본격적인 민생 행보에 나설 경우 협의회 가동에도 속도가 붙을 전망이다. [서울=뉴스핌] 윤창빈 기자 = 9일 오전 서울 여의도 국회에서 국회-정부-국정협의체 실무협의가 열리고 있다. 이날 실무협의에는 김상훈 국민의힘 정책위의장, 진성준 더불어민주당 정책위의장, 방기선 국무조정실장, 김범석 기획재정부 1차관 등이 참석했다. 2025.01.09 pangbin@newspim.com rkgml925@newspim.com 2025-01-29 07:00