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2020-01 31

[학술]박희준 교수, 화합물 반도체에 페로브스카이트 결합 태양전지 효율 높이다

한양대 유기나노공학과 박희준 교수와 아주대 이재진 교수 공동연구팀이 유연한 '갈륨비소(GsAs) 화합물'에 '페로브스카이트 반도체'를 결합한 '탠덤 태양전지'를 개발했다고 19일 밝혔다. 장파장 빛을 흡수하는 화합물 반도체 결정 위에 단파장의 빛을 흡수하는 페로브스카이트 박막을 적층, 보다 다양한 파장의 빛을 활용하도록 함으로써 전기에너지 변환효율을 높이는 방식이다. 연구팀은 저온 용액공정으로 가성비 좋은 페로브스카이트 박막을 제작하는 데 성공했다. 이를 갈륨비소 화합물 위에 쌓아올려 제작한 탠덤 태양전지는 기존보다 효율이 15% 이상 높은 것으로 나타났다. 또한 가볍고 유연한 화합물 반도체 태양전지의 광전환효율을 높이기 위해 저가의 페로브스카이트를 활용한 탠덤 구조 태양전지 구현을 통해 비용 상승 부담을 완화했다. 박희준 교수는 "이번에 개발한 탠덤 태양전지는 매우 가볍고 유연해 자동차, 무인비행기, 웨어러블 기기는 물론 사물인터넷(IoT) 센서 에너지원 등으로 활용할 수 있을 것"이라고 말했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부, 교육부, 한국연구재단이 추진하는 기초연구사업 (중견연구 및 기본연구 등) 등의 지원을 받아 진행됐으며, 연구 결과는 국제 학술지 「Advanced Energy Materials」 2019년 12월 19일 자 표지논문으로 게재됐다. 페로브스카이트-갈륨·비소 탠덤 구조 태양전지 모식도(한국연구재단 제공)

2020-01 31

[학술]한양대, 국내 최초 미생물 통한 '이산화탄소→메탄' 전환 기술 개발

한양대가 한국전력 전력연구원·테크로스워터앤에너지·고등기술연구원 등과 공동으로 국내 최초 미생물을 이용해 이산화탄소를 메탄으로 전환하는 기술을 개발했다고, 29일 밝혔다. 이산화탄소 메탄화 기술은 재생에너지로부터 생산한 수소를 이용해 발전소 등에서 배출되는 이산화탄소를 도시 가스의 주 성분인 그린 메탄(Green Methane)으로 전환하는 대표적인 전력가스화(P2G·Power to Gas) 기술이다. 생산된 메탄가스는 발전 연료·수송 연료·도시가스 등으로 활용 가능하다. 공동연구팀은 2017년부터 미생물을 이용한 생물학적 이산화탄소 메탄화 기술 연구를 이어왔다. 메탄 생성 효율이 1.7배 이상 높은 신종 메탄화 미생물 2종을 독자 개발하고 이를 적용해 국내 최초로 연간 36t의 이산화탄소를 전환할 수 있는 5kW급 메탄화 테스트 베드를 순수 국내 기술로 구축하는데 성공했다. 재생전력으로 생산된 수소와 화력발전 등에서 포집된 이산화탄소를 활용해 대용량 장주기 에너지 저장이 가능한 그린 메탄으로 변환하는 기술을 개발해 기존 에너지 저장장치의 한계를 극복했다는 평가를 받고 있다. 또한 수 MW급 규모의 메탄화 공정으로 확대 가능한 설계기술을 확보해 연구성과를 국내 기업에 기술 이전했다. 전력연구원 관계자는 "국내 기술 100%로 달성한 메탄화 기술 개발은 온실가스 저감과 재생에너지의 대용량 장주기 저장을 통한 전력수급 안정화에 기여할 것으로 기대된다"고 말했다. 전력연은 이산화탄소 메탄화 기술의 안정성을 검증 후 국내 화력 발전소를 대상으로 실증하고 설비를 산학연과 공동으로 활용할 예정이다. 이산화탄소 메탄화 기술의 개발을 통해 온실가스 저감은 물론 생산된 메탄가스를 LNG로 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 이산화탄소의 생물학적 메탄화 공정 개념도 [출처: 한국전력 전력연구원}

2020-01 30

[학술]미세한 세포 움직임까지 감지하는 '3D 촉각 인식장치' 개발

한양대가 IBS·연세대·KAIST와 함께 하이힐 압력부터 미세한 세포 움직임까지 감지하는 3D 촉각 인식장치를 개발했다. 연구팀은 큰 힘부터 초미세 압력까지 넓은 스펙트럼의 힘 감지가 가능하여 기존 인식장치보다 정밀도를 100배 이상 높일 수 있다고 설명했다. 이번 연구는 압력에 따라 두께가 변하는 센서를 개발하여 센서 간 간섭 없이 조밀한 센서 배열에 성공했다. 연구팀은 사람 머리카락 단면(약 0.4㎟)보다 작은 면적에 가로 20줄, 세로 20줄의 정사각형 형태로 총 400개의 센서를 배열해 3D 촉각 인식장치를 개발하고 장치가 잘 작동하는지 실험을 진행했다. 몸무게 50㎏인 사람이 반지름 1㎝ 굽이 달린 구두를 신고 인식장치를 밟았을 때, 굽에 가해지는 압력의 면적과 세기가 인식장치에 실시간으로 표시됨을 확인했다. 실험 결과, 심장세포 하나가 박동할 때 압력은 구두를 신고 인식장치를 밟았을 때의 압력보다 약 1만 배 미세한 것으로 나타났다. 추가적으로 압력을 감지하면 스스로 빛을 내는 화학물질을 결합해 촉각 분포를 쉽게 관찰할 수 있도록 했다. 촉각을 시각화함으로써 촉각 인식장치에 대한 사용자 경험을 효과적으로 증대시켰다. 박장웅 연구위원은 "3D 촉각 인식장치는 전자기기 산업부터 건강관리 및 의료 분야까지 다양하게 활용될 것”이라며, “향후 심장박동 및 혈압 등을 모니터링 하는 장치를 개발하고 신체 정보를 데이터화해 AI 진단 등에 폭넓게 활용할 계획”이라고 덧붙였다. 이번 연구 결과는 국제학술지 「Nano Letters」에 1월 15일자 표지 논문으로 게재됐다. 촉감 인식장치로 하이힐 압력 감지. 초록색이 압력이 감지된 영역으로 색이 진할수록 센 압력을 나타낸다. (사진=IBS 제공)

2020-01 27

[학술][우수R&D] 양현익 교수, 친환경 에너지 그린펠릿 생산기술 개발

대체 에너지와 쓰레기 처리는 현재 환경 문제의 양대 산맥이다. 양현익 ERICA캠퍼스 기계공학과 교수는 긴 시간 연구를 통해 유기폐기물을 연료로 전환하는 장비와 공정을 실현하고 있다. 환경부 공시에 따르면 올 설 연휴 서울의 초미세먼지가 대기환경기준을 넘어선 날은 4일 중 이틀이다. 정부의 미세먼지 조절 정책으로 많은 발전소가 없어지거나 압박을 받는다. 한국동서발전㈜의 당진화력은 압박받는 석탄화력발전소 중 하나다. 양 교수는 당진화력에 1단계로 1t 규모의 시제품, 최종적으로 100t 규모 유기폐기물 연료화 장치의 설계와 제작을 맡았다. 발전소는 석탄화력발전 시 매연을 잡고 화력을 키우기 위해 나무를 총알 모양으로 뭉친 펠릿을 같이 태운다. 펠릿은 잘 탈 수 있는 좋은 소재의 나무들로 만들어야 하기에 인도네시아산과 필리핀산이 많이 유통되고 있다. 양 교수 연구팀은 수입의존도를 낮추고 환경 문제를 동시에 해결하기 위해 우리나라의 폐목재들을 이용한 고효율 펠릿을 만드는 연구를 실행했다. 양 교수 연구팀은 쓰레기를 재활용한다는 측면에서 그린펠릿이라 이름 지었다. 연구는 최강일 ERICA캠퍼스 기계공학과 교수와 함께 진행한다. ▲각 소재별로 그린펠릿을 만들었을 때의 열량과 탄소함량이다. 양현익 ERICA캠퍼스 기계공학과 교수의 연구팀은 모든 종류의 유기폐기물을 연료화할 수 있는 설비를 개발하고 있다.(양현익 교수 제공) 양 교수팀은 폐목재뿐만 아니라 하수 슬러지와 음식물 쓰레기 등 종류와 관계없이 유기폐기물을 연료로 만들 수 있는 그린펠릿 제작 설비를 목표하고 있다. 양 교수는 “연료로 만드는 원리는 모두 같아서 가축의 분뇨도 연료화가 가능하다”고 전했다. 그는 이어 “다만 펠릿이 유용하려면 연료화 과정이 경제적이어야 하고, 펠릿이 열량을 많이 내야 하기 때문에 현재 동서발전에서 사용 중인 하수 슬러지와 폐목재에 집중했다”고 밝혔다. 양 교수 연구팀의 그린펠릿은 기존의 수입 목재 펠릿보다 매연이 적고 저렴하며 열량은 더 높다. 양 교수는 “수입 목재 펠릿의 역할을 대신하는 것을 넘어서 제대로 된 연료를 만들고자 했기에 수입 펠릿보다 월등한 열효율은 당연하다”고 전했다. 양 교수팀이 제작하는 설비는 수열탄화 기술을 이용한다. 탄화기술은 탄소 성분을 압축시키는 과정을 말한다. 크게 건식과 수열 방식이 있는데, 건식은 장작을 숯으로 만드는 과정과 같다. 탄소 밀도를 높이는 과정에서 일산화탄소와 질소산화물 등 완벽히 연소하지 않은 부산물들이 나온다. 건식 방식에서는 공기 중으로 퍼져가는 부산물의 포집이 어려워 환경에 악영향을 미친다. 반면 수열탄화기술을 이용하면 부산물들이 물속에 녹아들어 처리와 환원이 쉽다. 실제로 그린펠릿 설비가 운용되려면 프로세스의 경제성, 열량, 소재 혼합비율과 더불어 촉매기술이 매우 중요하다. 수열탄화 과정 시 필요한 온도와 압력 조건을 낮추는데 촉매기술이 필요하기 때문이다. ▲양현익 교수는 당진화력의 환경 문제 해결을 위해 지난해 11월부터 쓰레기를 이용한 에너지 설비를 개발 중이다. 양 교수의 설비 개발은 1년 3개월의 사전 검증을 거쳐 지난해 11월 본격 돌입했다. 현재는 1t 규모의 설비를 만들어 운용 가능성을 시험하고 있다. 2년 후엔 실제로 당진화력에 들어갈 100t 크기의 설비를 설계할 예정이다. 양 교수는 이번 연구를 성공리에 마치면 시스템을 미얀마에도 이식해주고자 한다. 그는 “그린펠릿은 모든 국가에 필요한 기술”이라며 “환경 문제는 한 국가에서만 해결한다고 극복되지 않는다”고 말했다. 쓰레기와 하수 등을 연료로 재활용하는 기술은 한국이 전 세계적으로 앞서고 있다. 양 교수팀의 이번 개발은 대체에너지의 필요성과 쓰레기 처리방안이라는 환경 문제를 획기적으로 해결한다. 그뿐만 아니라 수열탄화처리 결과물은 상당한 고순도를 자랑한다. 양 교수는 “탄소의 순도가 높아 디스플레이도 만들 수 있을 정도”라고 전했다. 광촉매 개발로도 이어질 수 있어 환경 문제에 다양한 해결책을 제시할 전망이다. 글/ 김현섭 기자 swiken1@hanyang.ac.kr 사진/ 김주은 기자 coram0deo@hanyang.ac.kr

2020-01 27

[학술][우수R&D] 송지훈 교수, 교육복지 정책 로드맵을 그리다

문∙이과 통합, 자사고 폐지와 무상 급식은 근래 뜨거웠던 교육 문제다. 우리나라는 경제협력개발기구(OECD) 국가 중 대학 진학률 1위인 만큼 교육에 관심이 크다. 그만큼 교육복지 정책도 뜨거운 감자다. 교육복지 정책을 세우기 위해서는 정책을 위한 근거가 필요하다. 송지훈 교육공학과 교수는 교육복지 정책의 근거를 찾고 파급효과를 예상하기 위해 연구 중이다. 교육부는 전국 약 10개의 정책 중점 연구소를 지정해 학교폭력 방지와 사교육 정책 등의 연구를 돕고 있다. 한국연구재단은 지난 2013년 한양대 사범대학 소속 교육복지 정책 중점 연구소(이하 교복연)에 학교 중심 교육복지 실행방안 연구를 맡겼다. 총 9년으로 계획된 이 연구는 3년씩 3단계에 걸쳐 진행되며 지난 2019년 10월 16일 3단계 2차연도(8년 차)를 맞이했다. 송 교수가 교복연 소장으로 연구소를 이끌고 있다. ▲ 송지훈 서울캠퍼스 교육공학과 교수는 한양대 사범대학 소속 교육복지 정책 중점 연구소 소장을 맡고 있다. 교복연은 1년 동안 2개의 기본연구과제와 4개의 수시연구 과제를 포함헤 총 6개의 연구를 진행한다. 기본 연구와 수시연구는 각각 교육 상향평준화와 같은 중장기 과제와 교복 무상화와 도서 지역 여교사 성추행 사건 등 긴급하게 처리해야할 문제를 다룬다. 송 교수는 “정책의 옳고 그름이 아닌 정책을 실현할 방법과 근거, 그에 따른 파급효과를 연구하는 게 팀의 연구 방향”이라고 전했다. 교복연은 신진연구자들을 발견해 그들을 지원해주는 역할도 하고 있다. 실제로 6명의 석∙박사 학생들이 연구의 참여하며 교육공학자나 교육 연구자가 되기 위해 노력하고 있다. 송 교수는 연구에 앞서 교육복지의 개념을 정립할 필요성을 느꼈다. 우선 교육복지를 사회복지 안에 포함해야 하는지, 독립적으로 다뤄야 하는지 모호했다. 그뿐만 아니라 교육부, 보건복지부, 여성가족부 등 교육 복지를 담당하는 기관이 너무 많아서 효율적인 지원이 어려웠다. 송 교수는 “학생들의 행복한 학교생활을 만들어주는 것”을 교육복지로 정의하며 작년 3단계 1차연도에 교육 복지 마스터 플랜을 수립했다. 교복연은 교육복지의 정의와 대상, 지원금의 출처와 분배, 수혜자들에게 제공하는 복지 종류 등을 정립했다. 더 나아가 교육복지에 관련된 모든 기관에서 실태조사를 한 뒤, 중복되거나 누락된 영역을 메꿨다. 이를 통해 지자체별 수평 비교를 통해 교육복지가 열악한 지역을 확인할 수 있다. 현재는 1차연도에 수립한 교육 복지 계획을 적용시킬 방법을 고안 중이다. 교복연은 교육 복지 실천 수준을 측정하는 도구 제작에 힘을 쏟고 있다. ▲송지훈 서울캠퍼스 교육공학과 교수는 ”교육격차를 줄이기 위해서는 학업능력이 아닌 학업능력의 선행요인을 먼저 고려해야 하죠. 아이들에게 관심과 눈길을 한 번 더 주는 것이 교육격차 해소에 도움이 된다"고 전했다. “정서적으로 안정된 아이들이 학업능력도 좋습니다. 아이들의 행복한 학교생활을 위해서 학교뿐만 아니라 부모, 정부가 아이에게 관심을 쏟아야 합니다” 송 교수는 교육 복지 제공을 통해 교육격차 해소도 꿈꾸고 있다. 교육 복지는 학습, 정서, 신체, 문화진흥 4가지 영역을 다룬다. 단순한 물량 지원만으로는 교육격차를 해소할 수 없다. 송 교수는 교육 복지 우선 지정학교에서 한 선생님이 토요일마다 아이들과 함께 운동한 결과, 아이들의 일탈이 줄어들고 학업능력이 향상한 일화를 예로 들며 관계와 정서적인 측면을 강조했다. 글/ 윤석현 기자 aladin@hanyang.ac.kr 사진/ 이현선 기자 qserakr@hanyang.ac.kr

2020-01 23

[학술]김도균 교수 참여 한미 공동연구팀, 기능성 소재 성능 향상 기술 확보

한양대 김도균 생명나노공학과 교수가 참여한 공동연구팀이 결정이 규칙적으로 배열하여 성능이 대폭 향상된 나노 다결정 소재 합성에 성공했다. 공동연구팀은 다결정 소재의 결정 알갱이를 규칙적으로 배열해 균일한 패턴의 경계결함을 갖는 나노입자를 합성했다. 이 합성법으로 결정 알갱이의 개수를 조절하면 원하는 대로 경계결함의 밀도와 구조를 제어해할 수 있어 소재의 성능을 조절할 수 있다. 제작한 나노 다결정을 수소연료전지의 촉매로 사용해본 결과, 촉매활성이 증가하며 전지의 성능이 향상됐다. 또한 이 합성법을 금속과 세라믹을 포함한 다양한 결정재료에도 적용 가능함을 증명해, 반도체와 배터리 등 첨단 기능성 소재의 성능 향상에 폭넓게 활용될 것으로 기대된다. 이번 성과는 오 연구원 부부가 UC버클리에서 합성법을 완성하고 현지의 최첨단 이미징 기법으로 합성된 소재를 정밀하게 분석하며 많이 기여했고, IBS 나노입자 연구단 (단장 현택환 서울대 석좌교수)과 폴 알리비사토스 UC버클리 부총장 연구팀이 합심해 결실을 맺었다. 연구진은 이번에 개발된 합성기술이 나노입자 디자인을 통해 소재의 성능을 개선할 수 있는 묘수로 사용될 것으로 기대하고 있다. 즉, 이번 기술을 활용한다면 특징적인 물성을 갖는 결정재료가 발견될 때마다 산업이 한 단계 도약해 온 것처럼 첨단 기능소재를 필요로 하는 여러 산업에 큰 파급력을 보일 것으로 예상된다. 학계와 산업계에 새로운 패러다임을 제시한 이번 연구는 지난 16일 네이처 표지논문 'Design and synthesis of multigrain nanocrystals via geometric misfit strain'으로 실렸다. ◇공동 연구진 : 오명환(공동 제1저자, IBS/서울대/UC Berkeley/LBNL/Kavli ENSI), 조민지(공동 제1저자, IBS/서울대/Kavli ENSI), 김도균(IBS/서울대/한양대), 정동영(IBS/서울대), 박인철(IBS/서울대), 권영욱(UC Berkeley), Colin Ophus(LBNL), 김민규(포항가속기연구소), 정범균(한국기초과학지원연구원), X. Wendy Gu(Stanford Univ.), 조진웅(IBS/서울대), 유지문(IBS/서울대), 홍재영(IBS/서울대), Sara McMains(UC Berkeley), 강기석(IBS/서울대), 성영은(IBS/서울대), A. Paul Alivisatos(공동교신저자, UC Berkeley/LBNL/Kavli ENSI), 현택환(공동교신저자, IBS/서울대) 공동연구진이 합성한 나노 다결정 입자의 구조 [출처: IBS 제공]

2020-01 23

[학술]한양대, 사고 현장에서 초동 대응을 위한 재난대응로봇 최초 공개

한양대가 생산기술연구원·수산중공업 등과 함께 건물 붕괴 같은 사고 현장에서 초동 대응을 위해 개발 중인 로봇(재난대응 특수목적기계)을 처음으로 공개했다. 2015년 산업통상자원부의 산업핵심기술개발사업 중 ‘인명구조/초기복구지원 특수목적기계 및 기반기술 개발’로 선정되어 연구비 200억원 이상 투입된 이 로봇은 5월 완성을 앞두고 있다. 외부에서 사람이 조종기를 잡고 팔을 움직이면 그 동작대로 로봇팔이 작동하는 방식이다. 즉, 로봇이 조종자의 아바타(분신)인 셈이다. 로봇은 4.5t 무게 굴착기에 로봇팔 두 개가 달린 형태로 두 팔은 각각 7가지 방향으로 움직일 수 있다. 한쪽 팔로 잔해를 들고 다른 팔로 그 아래 물체를 꺼낼 수 있다. 현재 로봇은 위험한 재난 현장에서 사람이 할 수 없는 일을 대신하고 있다. 재난구조 로봇은 차량 운전, 문 열고 들어가기, 밸브 여닫기, 장애물 돌파, 위험물 이송, 인명 구조 등 최악의 상황에서도 임무를 무사히 완수할 수 있어야 한다. 사람을 구조하고 재산 피해를 막기 위한 재난·구조 로봇의 활약이 기대된다.

2020-01 22

[학술]서태원 교수, 곤돌라에 장착해 고층 외벽 청소하는 로봇 개발

서태원 교수 한양대 서태원 기계공학부 교수팀이 최근 곤돌라 장착형 외벽 청소로봇을 개발했다고 23일 밝혔다. ‘Edelstro1)’로 명명된 로봇은 건물주에게 보석과도 같은 고층 빌딩을 장인의 손길로 관리하겠다는 의지를 담았다. 서 교수는 현재 첫 번째 모델 개발을 완료했고 향후 후속 모델을 발표할 예정이라고 밝혔다. 고층 빌딩 청소는 고(高) 위험 작업으로, 시장 규모는 약 11조로 추산되며 점차 늘어나는 추세를 보인다. 서 교수는 해당 작업이 위험한 만큼 사람을 대체할 수 있는 로봇을 개발하고 새로운 시장을 만들고자 서울대·카이스트·경기대·㈜씨에스캠·㈜알에프 등과 함께 팀을 이뤄 연구를 진행했다. 서 교수팀이 개발한 Edelstro는 곤돌라에 장착돼 안전하고, 사용이 편리한 인터페이스를 이용해 누구나 쉽게 작동시킬 수 있다는데 장점을 가진다. 사용자는 로봇에 장착된 비전 센서와 인공지능(AI) 알고리즘을 이용해 오염부위를 꼼꼼히 확인하며 스퀴지(squeegee)·브러쉬·노즐 등으로 청소할 수 있다. ▲ 서태원 한양대 기계공학부 교수가 지난해 11월 두바이에서 열린 두바이 국제 건축 기자재 박람회 ‘THE BIG 5 SHOW’에서 고층 빌딩 청소로봇 ‘Edelstro’ 시제품을 시범 운영하고 있다. 서 교수는 지난해 11월 두바이에서 열린 두바이 국제 건축 기자재 박람회 ‘THE BIG 5 SHOW’에서 로봇을 선보였고, 전시 기간 중에만 65건의 제품 관련 의뢰를 받았다. 또 2020년 1월에 라스베가스에서 열린 소비자전자제품 박람회‘Consumer Electronics Show (CES)’에서도 전시해 많은 제품 의뢰를 받았다고 밝혔다. 서 교수는 “이번 두바이 국제 건축 기자재 박람회 및 CES 전시를 통해 고층 외벽 청소 시장에 로봇에 대한 많은 요구가 있다는 것을 확인했다”며 “다양한 나라의 환경에 적합한 테스트를 거친 후 올해 안으로 시제품을 출시하겠다”고 말했다. 1) Edelstro : 보석을 뜻하는 독일어 ‘Edel’과 장인을 뜻하는 Maestro의 합성어 <참고 사진>

2020-01 21

[학술]한양대 성태현 교수, 도로 주행하는 차량에서 전기 추출하는 기술 개발

성태현 교수 한양대 성태현(61·사진) 전기·생체공학부 교수팀이 최근 도로를 주행하는 차량의 하중을 이용해 전기를 생산하는 세라믹 기반의 ‘압전(壓電) 발전장치’를 개발했다고, 한양대가 21일 밝혔다. 해당 기술을 이용할 경우 외부 전력공급 없이도 온도·습도·압력·변형 등을 측정하는 각종 센서(sensor)를 작동시킬 수 있다. 이를 통해 겨울철 주요 사고 원인으로 지적되는 도로의 블랙아이스 유무를 미리 파악하는 등의 사고예방 시스템 구축은 물론 IoT 산업 전반에서 활용 가능할 것으로 예상된다. 일반적으로 차량의 주행 시 발생하는 에너지는 노면의 진동과 변형, 마찰로 인한 기계에너지 형태로 소비된다. 해당 에너지들은 버려지는 에너지들로 여겨졌으나 최근에는 이를 재활용하는 에너지 하베스팅(harvesting) 연구가 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 그 중에서도 다양한 소재와 발전 방식을 바탕으로 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 ‘압전 에너지 하베스팅’을 도로 설계에 적용하려는 시도가 많았다. 하지만 낮은 발전량으로 인해 상용화에 어려움을 겪고 있다. 성 교수팀은 이러한 한계점을 극복하기 위해 전력밀도가 높은 세라믹 소재의 압전 소재를 활용했다. 또 차량으로 인해 발생하는 힘과 압전 소재와의 관계를 모델링해 도로 환경에 최적화된 새로운 발전 메커니즘을 개발했다. 이렇게 개발된 압전 발전장치는 기아자동차의 카니발과 같은 대형차량 기준 최대 4.3 W의 전력을 성공적으로 수확할 수 있었다. 이는 해외 유수 연구기관 연구 결과보다 십여 배 이상 높은 값이다. 성 교수팀은 한국도로공사의 지원을 받아 중부내륙고속도로 여주 시험도로에 해당 압전 발전장치를 매설해 실제 실험을 진행했다. 실험 결과 한 개의 압전 발전장치만으로도 차량 한 대가 지나갈 때마다 10 mW급의 무선 센서를 약 10초 동안 작동시킬 만큼의 전기가 생산됐으며, 이를 통해 노면의 상태를 체크할 수 있었다. 성 교수는 이런 우수한 결과를 바탕으로 지난 10월 에너지 환경 분야 노벨상인 ‘에니(Eni Award)’의 2020년 수상 후보자로도 추천 받았다. 한편 이번 연구는 산업통상자원부(MOTIE) 한국에너지기술평가원(KETEP)과 한국도로공사(KEC) 도로교통연구원(KECRI)의 지원을 받아 수행됐다.

2020-01 21

[학술]2019학년도 'ERICA학술상' 시상식 개최

2019학년도 한양대학교 ERICA학술상 시상식이 지난 7일 ERICA캠퍼스 PRIME 컨퍼런스홀에서 열렸다. 최근 1년(2018.01.01~12.31)간 탁월한 학술 업적을 쌓은 연구자를 위해 마련된 ERICA 학술상은 ▲HYU학술상 (4명) ▲우수교원상(12명) ▲신진 교원상(4명) ▲신진연구원상(1명) ▲연구원상(2명)으로 나뉘어 시상을 진행했다. 특별히 올해는 신진연구원상과 연구원상을 각각 신설하여 박사후연구원 1명, 대학원생 2명을 선정하여 시상하였다(표 참조). ▼ 2019학년도 ERICA학술상 수상자 명단 구 분 소속대학 소속학과 성명 HYU 학술상 공학계열 공학대학 로봇공학과 박태준 공학대학 전자공학부 이병주 자연/약학 계열 약학대학 약학과 최한곤 인문/사회/예체체능 계열 경상대학 경영학부 공태식 우수 교원상 국제논문 우수 부문 공학대학 재료화학공학과 박주현 공학대학 전자공학부 Hu Jin 과학기술융합대학 해양융합공학과 예상욱 국제문화대학 영미언어·문화학과 Kenneth David Eckert 국제논문 우수 피인용 부문 공학대학 기계공학과 홍석준 과학기술융합대학 해양융합공학과 예상욱 저서 우수 부문 언론정보대학 광고홍보학과 이현우 국제문화대학 한국언어문학과 이재복 산학협력 우수 부문 공학대학 재료화학공학과 이정호 공학대학 재료화학공학과 좌용호 과학기술융합대학 화학분자공학과 원호식 과학기술융합대학 해양융합공학과 최지웅 신진 교원상 국제논문 우수 부문 공학대학 재료화학공학과 김태현 공학대학 국방정보공학과 전상운 과학기술융합대학 화학분자공학과 장광석 경상대학 경제학부 최충 신진연구원상 국제논문 우수 부문 지식서비스연구소 노지성 연구원상 국제논문 우수 부문 공학대학 재료화학공학과 이지민 공학대학 교통물류공학과 조영 HYU학술상은 ▲교원업적 평가점수(20점) ▲논문 실적(30점) ▲연구비 실적(50점)을 합산하여 평가‧선정하며, ERICA학술상 중 최상위 상으로 공학계열 2명과 자연과학(약학)계열 1명, 인문사회‧예체능계열 1명을 선정했다. 우수 교원상은 국제논문 우수 부문, 국제논문 우수피인용 부문(최근 5년간 실적 반영), 저서 우수 부문, 산학협력 우수 부문 등 네 개 부문으로 나누어 시상했다. 그리고 신진 교원상은 교내 임용 기간 5년 이내인 교원을 대상으로 하는데 생애 단 한 번 수상이 가능하며 국제논문 우수 부문에서 수상자를 결정했다. 올해 신설된 신진연구원상과 연구원상은 국제논문 실적을 토대로 수상자를 결정했다. ERICA학술상은 최고의 연구 성과를 이룩한 교원을 발굴하고 포상하여 연구활동을 제고하기 위한 목적으로 시행되고 있으며, ERICA산학협력단에서 매년 집계‧산출하여 후보자를 2~3배수로 추천한 후 ERICA학술연구위원회에서 최종 선정하고 있다. ▲ 1월 7일 ERICA캠퍼스에서 개최된 2019 ERICA학술상 시상식에서 참석자들이 기념 촬영을 하고 있다.

2020-01 21

[학술]정재경 교수, ‘고무줄 같은 스트레처블 디스플레이 개발’ 논문 발표

▲정재경 교수 <출처: 디일렉> 정재경 융합전자공학부 교수팀이 유기절연막이 가진 늘어나는 성질을 유지하면서도 무기물 TFT 채널과의 전기적 성능을 개선하는 방법을 발견했다. 정 교수팀은 유기절연막을 무기물 채널과 조합하는 방법을 제시했다. 무기물 채널에 붙는 실리콘옥사이드(SiO2), 알루미늄옥사이드(AlO3) 등의 무기절연막은 탄성이 적어 스트레처블 구현 시 잘 깨지는 편이다. 또한 유기물로 채널과 절연막을 모두 만들면 잘 늘어나지만 전기적 특성이 무기물에 비해 현저히 떨어진다. 그렇기 때문에 정 교수는 유기절연막의 늘어나는 성질을 유지하면서도, 크로스-링크를 구성해 전기적 특성을 유지한 하이브리드 유기절연막을 개발해낸 것이 연구의 핵심이라고 말했다. 이번 연구는 삼성전자 미래기술육성센터의 지원을 받아 진행됐으며, 연구결과는 소재분야 국제학술지 「Advanced Functional Materials」 온라인 판에 이달 초 게재됐다. 이 논문은 '스트레처블 TFT 구현을 위한 하이브리드 유기 절연막-지르코니아를 첨가한 네트워크 구조'로, 김정오 LG디스플레이 책임이 제1저자로 참여했다.

2020-01 20

[학술][이달의 연구자] 신경훈 교수, 생태환경진단 열쇠 '안정 동위원소비' 분석기술 개발

생물체 내 원소들의 안정 동위원소비는 생태계 먹이망과 물질의 기원 등 다양한 생태 환경 정보를 담고 있는 보물과 같다. 신경훈 ERICA캠퍼스 해양융합공학과 교수는 안정 동위원소비 분석 기술 개발의 선두주자다. 다양한 원소의 안정 동위원소비를 분석하면 각 동위원소의 상대적 존재 비를 통해 물질의 기원과 환경 변화 등을 알아낼 수 있다. 생태·환경과학 영역부터 기후변화, 과학수사와 같은 첨단 융합 학문에도 활용 가능하다. 무한한 발전 가능성을 지닌 안정 동위원소비 분석 기술 개발 및 활용 분야의 미래가 기대된다. ▲신경훈 해양융합공학과 교수가 안정 동위원소비 분석에 대해 설명하고 있다. 지구상에 존재하는 대부분의 원소는 핵에 중성자가 추가되어 있는 고유한 안정 동위원소들을 가진다. 예를 들어 질소(원자번호 7, 원자량 14; 14N)는 중성자가 하나 추가된 질소 안정동위원소(15N)가 평균 0.4% 존재한다. 같은 원소라고 해서 무조건 같은 동위원소비를 갖는 것은 아니다. 모든 원소는 물리·화학적 과정을 거치며 조금씩 동위원소비가 변화할 수 있기 때문에 변이를 담고 있는 안정 동위원소비를 분석하면 보물 같은 정보들이 쏟아진다. 다양한 생태계의 에너지 흐름과 생지화학적 순환 등 수많은 정보를 알아낼 수 있다. 또한 방사 붕괴를 하지 않고 안정된 상태에 있어 안전하게 분석하고 활용할 수 있다는 점에서도 의미가 크다. 신 교수는 안정 동위원소비 분석을 활용한 많은 연구를 진행했다. 그중 금강 하구역 생태환경 관련한 연구가 눈에 띈다. 전 세계적으로 크게 증가하고 있는 녹조 현상의 주범 담수인 남조류는 해수에 살 수 없다. 따라서 금강의 남조류가 하구역과 연안으로 흘러 와 남조류 세포가 죽고 난 후에도 여전히 마이크로시스틴이라는 독성 유해 물질이 남아 있을 가능성이 농후하다. 신 교수는 해당 문제에 안정 동위원소비 분석 기법을 적용했다. 금강 하구역 서식 생물체 내 단백질을 이루는 아미노산의 질소 안정 동위원소비를 분석했다. 결과적으로 하구역 생태계 각 생물이 생태적 지위별로 마이크로시스틴을 얼마나 축적하고 있었는지도 알아냈다. 안정 동위원소비 분석의 가장 큰 장점은 앞으로 더욱 많은 분야에서 활용 가능성이 크다는 것이다. 기후 및 환경 변화, 생태계 군집 구조 및 생리 변화과 오염 물질 기원 등 유용한 정보가 안정 동위원소비에 기록돼 있다. 농·축·수산물의 원산지 추적을 비롯해 의생명과학과 환경 및 법 과학 수사 등과 같은 다양한 융합 분야에서 안정 동위원소비 분석 기법이 사용될 수 있다. 모든 물질이 원소를 갖고 있기 때문에 안정 동위원소비 분석 연구 기법은 더욱 많은 분야에서 쓰일 수 있을 것으로 보인다. ▲신 교수는 안정 동위원소비 분석의 활용 가능성을 강조했다. 신 교수는 안정 동위원소비 분석을 활용한 연구를 국제적으로 선도하고 있다. 특히 분자화합물 수준의 질소 안정 동위원소비를 분석하는 기술은 국내 최초이며 독보적이다. 신 교수의 명성 뒤에는 부단한 노력과 고충이 숨어있었다. 신 교수는 “아미노산의 질소 동위원소비를 분석하기 위해 4년이라는 시간이 걸렸다”며 “처음 시도하는 부분이라 시행착오가 많았다”고 말했다. 또 “미량의 원소에 대해 안정적으로 동위원소비를 분석할 수 있는 최적의 조건을 파악하는 데에 많은 시간이 걸렸다”고 덧붙였다. 분자화합물 수준의 안정 동위원소비 분석 기법의 활용 가능성은 크다. 신 교수는 “우리 연구실에서 개발하는 첨단 안정 동위원소비 분석 기법을 활용해 많은 연구자들과 창의적이고 도전적인 연구를 시도하고 싶다”고 전했다. 글/ 정연 기자 cky6279@hanyang.ac.kr 사진/ 이현선 기자 qserakr@hanyang.ac.kr