추운날 더 빨리 닳는 배터리, 원인 규명한다

날씨가 추우면 스마트폰 배터리가 유독 빨리 닳아버립니다. 이유가 뭘까요. 배터리 내부저항이 증가해 배터리 용량이 감소하기 때문으로 알려져 있지만, 아직 분자 수준에서는 명확한 원인이 규명되진 않았습니다.이런 가운데 기초과학연구원 조민행 분자 분광학 및 동력학 연구단장 연구팀이 저온에서 리튬이온 배터리 전해액의 용매 구조를 상세히 밝혀냈는데요. 이를 통해 배터리 성능 저하 원인을 분자 수준에서 규명할 수 있을지 주목됩니다. 리튬이온 배터리는 크게 양극과 음극, 분리막, 전해액으로 구성됩니다. 음극에서 리튬원자는 리튬이온(Li+)과 전

현존 최고층 238단 낸드플래시 개발

SK하이닉스가 현존 최고층 238단 낸드를 개발했습니다.SK하이닉스는 최근 238단 512Gb(기가비트) TLC(Triple Level Cell) 4D 낸드플래시 샘플을 고객에게 출시했습니다. 내년 상반기 양산에 들어갈 계획입니다. SK 관계자는 "2020년 12월 176단 낸드를 개발한 지 1년 7개월 만에 차세대 기술개발에 성공했다"며 "특히 이번 238단 낸드는 최고층이면서도 세계에서 가장 작은 크기의 제품으로 구현됐다는 데 의미를 둔다"고 밝혔습니다. 낸드플래시란?메모리반도체의 한 종류입니다. 데이터를 반영구적으로 저장합니다

1나노 반도체를 만드는 기술 '원자층 트랜지스터'

실리콘 아닌 다른 물질로 ‘더 싸고 작고 성능 좋은’ 반도체를 개발하는 ‘모어 무어(More Moore) 기술’에 탄력이 붙을 전망입니다. 반도체 소자 속 반도체와 금속 사이를 ‘1나노미터(㎚, 10억 분의 1m)’ 이하로 줄이면서 고성능을 유지한 기술 덕분인데요. UNIST 신소재공학과 권순용·이종훈 교수팀은 반도체 물질과 ‘초미세 금속 전극’이 0.7나노미터(원자 3개 크기)를 두고 수평으로 접합된 ‘고성능 초박막 반도체’ 소자를 원하는 형태로 합성(patterning)하는 데에 성공했습니다. 반도체 칩(Chip)의 성능을 높이

리튬'금속'전지의 시대 온다

리튬금속전지와 리튬이온전지의 차이가 뭘까요?기존 리튬이온전지가 흑연 음극에 리튬 이온을 탈·삽입해 에너지를 내는 구조입니다. 리튬금속전지는 부피가 크고 무거운 흑연을 사용하지 않습니다. 대신 리튬금속 자체를 음극으로 사용하는 전지입니다. 리튬금속 음극은 흑연 음극(372mAh/g)과 비교해 이론상 저장용량이 10배 이상(3,860mAh/g) 높습니다. 전기차나 에너지저장장치(ESS) 등 대용량 전지가 필요한 분야에서 큰 관심을 받고 있습니다.하지만 이러한 장점에도 불구하고, 충·방전 시 리튬금속을 효과적으로 저장하지 못하면 리튬이

리튬-황 전지의 터닝포인트

DGIST 에너지공학과 유종성 교수 연구팀이 황(sulfur) 활물질이 담긴 다공성 실리카 중간층(interlayer) 기술을 개발했습니다. 여기서 활물질이란 전지가 방전할 때 화학적으로 반응해 전기에너지를 생산하는 물질을 가리킵니다. 실리카는 이산화 규소를 가리킵니다. 암석이나 토사의 주성분인데요. 광섬유, 수정진동차 등 하이테크의 기초 소재입니다. 연구배경최근 대용량 에너지 저장장치의 수요가 증가하고 있습니다. 리튬이온 전지를 대체할 '고에너지, 저비용' 차세대 이차전지 연구가 활발한 이유입니다. 이 중 황을 양극

KAIST 정류 소자, 세계 최초 "한계 넘었다"

반도체 산업 내에서 가장 큰 회사로는 Intel, Samsung Electronics, SK Hynix 및 Micron Technology와 같은 통합 장치 제조업체(IDM)가 있습니다. 한국 기업인 삼성은 2021년에 730억 달러 이상의 반도체 수익을 창출해 세계 반도체 시장에서 가장 큰 점유율을 차지했습니다.삼성전자는 메모리 부문에서 우위를 점하면서 이전 리더인 인텔을 추월했습니다. 글로벌 반도체 산업에서 주목할만한 다른 회사로는 Qualcomm 및 Nvidia와 같은 팹리스(Fabless) 회사가 있습니다. 팹리스는 Fabr

디지털 펜으로 3D 형상 '뚝딱' 만든다?!

KAIST 산업디자인학과 배석형 교수 연구팀이 종이 위에 그림을 그리는 듯한 펜 드로잉과 장난감을 손으로 다루는 듯한 멀티터치 제스처만으로 `움직이는 3D 스케치'를 쉽고 빠르게 만들 수 있는 새로운 시스템을 개발했습니다. 기술의 발전 덕분에 무인드론, 변신형 자동차, 다족 보행 로봇은 더이상 공상과학 영화의 전유물이 아닙니다. 하지만, 움직이는 부품과 관절이 중요해지면서 이런 제품을 디자인할 때 형태 뿐만 아니라 구조, 자세, 동작까지 고려해야 합니다. 결국, 이런 부분에서 많은 어려움이 생겨날 수 밖에 없죠. 기존의 3D

미생물 이용하는 고효율 루테인 생산 기술

KAIST 생명화학공학과 박선영 박사와 은현민 박사과정생을 포함한 이상엽 특훈교수 연구팀이 `루테인을 생산하는 미생물 균주 개발'에 성공했습니다. 루테인(lutein)은 눈을 산화 손상과 자외선으로부터 보호하는데요. 주로 계란의 난황과 과일 등에 함유된 영양물질입니다. 루테인은 노안, 백내장 등의 예방 및 치료 효과가 있어 눈 영양제로 많이 판매됩니다. 이외에도 화장품과 동물사료에도 사용되고 있죠. 노령화와 전자기기 사용 시간 증가에 따라 루테인 수요와 시장 규모는 빠르게 증가하는 추세입니다. 현재 시장에 공급되고 있는 루테

상처부위가 스스로 회복하는 코팅 소재

자동차, 선박, 건물의 외벽을 포함하여 외부 환경에 노출되어 보호가 필요한 제품은 표면에 코팅제를 도포하여 원소재의 내구성 및 안정성을 증가시켜 사용됩니다. 하지만 현재 사용되고 있는 코팅제는 사람의 피부처럼 손상 정도를 손쉽게 파악할 수 있거나 자발적으로 회복하는 기능을 보유하고 있지 않습니다. 만약 사람의 피부와 유사한 기능을 수행할 수 있는 코팅제가 개발된다면 손상에 대한 즉각적인 대응이 가능하며 자가 치유 기능을 통해 코팅제 및 원소재의 수명을 획기적으로 높일 수 있습니다. 최근 한국과학기술연구원 (KIST,) 소프트융합소재

다양한 소재에 적용할 수 있는 '주름 그래핀'

한국표준과학연구원(KRISS)에서 주름 그래핀을 다양한 소재의 기판 위에 대면적으로 제조할 수 있는 기술을 개발됐습니다. 그간 특정 소재의 제조 기판 위에서만 사용 가능했던 주름 그래핀을 원하는 환경에 대면적으로 결합할 수 있게 됐는데요. 다양한 응용산업 분야에서 폭넓은 활용이 가능해질 전망입니다. 주름 그래핀이란?그래핀은 전기와 열 전도율이 우수하고 내구성도 뛰어나 꿈의 소재로 불리는 신소재입니다. 여기에 주름 구조를 적용하면 신축성이 좋아지고 단위 부피당 표면적이 늘어나며, 광투과도, 습윤성, 전기·화학적 반응성의 제어가 가능해

스마트폰 GPS 기능 향상에 애쓰는 유럽우주국

ESA의 프로젝트를 주도하는 안테나 엔지니어 빅토리아 이자(Victoria Iza)는 "위성 내비게이션은 스마트폰이 설계된 다양한 기능 중 하나일 뿐이므로 일반적인 추적 오류가 상당히 높다"고 말합니다. 이자는 "실제로 정확도는 환경에 따라 다르다"며 "하늘의 일부가 가려진 도시의 협곡과 건설된 지역에서 최악이고 추적 오류는 최대 10m 또는 그 이상까지 갈 수 있다"고 설명합니다. 스마트폰을 분해하면 미니 심카드보다 작은 안테나 하나가 나오느데 여기에 내비게이션 기능이 탑재돼 있습니다. 이 기능이 아직 고도로 발달하지 못한 탓입니다.

화성의 흙 퍼올릴 로봇팔 공개

로봇팔은 NASA의 탐사용 로버 퍼서비어런스(Perseverance)가 현재 화성 표면에서 수집 중인 샘플 튜브를 회수해야 합니다. 이를 위해 연구진은 로봇팔이 '보고', '느끼고' 스스로 결정을 내릴 수 있는 자율 판단 기능을 탑재시켰습니다. STA는 샘플이 담긴 튜브를 정확히 식별한 뒤 이를 집어 들고 로켓 발사장으로 이동하게 됩니다. 지구가 아닌 다른 행성에서 발사되는 첫 번째 로켓이겠네요. 로봇팔이 송환용 컨테이너에 화성 샘플을 안전하게 집어넣은 후 뚜껑을 닫으면 주요 임무가 끝납니다.

차량 배기열을 에너지원으로 쓴다?!

KAIST 신소재공학과 박찬범 교수와 정연식 교수 공동 연구팀은 한밭대학교 오민욱 교수팀, 네덜란드 델프트 공과대학교(TU Delft) 프랭크 홀만(Frank Hollmann) 교수팀과의 협력을 지속해 왔습니다. 상온용 열전소재 기반 열전 촉매반응과 산화환원 효소반응을 접목하는 작업을 진행했는데요. 지난 22일 드디어 폐열로 고부가가치 화학물질을 합성하는 데 성공했다고 밝혔습니다.