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배터리 기술은 전기차와 에너지 저장 시스템의 성능을 결정짓는 핵심 요소로 자리 잡고 있습니다. 기존의 리튬 이온 배터리는 높은 에너지 밀도와 긴 수명으로 인해 광범위하게 사용되어 왔지만, 여전히 안전성, 에너지 밀도, 충전 시간, 내구성 등에서 개선이 필요합니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 고체 전해질과 리튬 금속을 기반으로 한 차세대 배터리가 주목받고 있습니다. 고체 배터리와 리튬 금속 배터리는 전기차와 같은 고성능, 고안전성 에너지원에 적합하며, 기존 리튬 이온 배터리보다 에너지 밀도와 안전성에서 월등한 성능을 보여줍니다.1. 고체 전해질 배터리의 장점고체 전해질 배터리는 리튬이온 배터리에서 사용하는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용합니다. 기존의 액체 전해질은 배터리 내부에서 발생하는 열과 화..

최근 한 달간 국내외에서 주목받은 환경 문제들을 살펴보면, 기후 변화와 관련된 이슈들이 두드러집니다. 특히, 지구 평균 기온 상승과 이에 따른 극한 기상 현상이 빈번하게 발생하며, 이에 대한 대응의 필요성이 강조되고 있습니다. 1. 지구 평균 기온 상승과 기후 변화2024년 10월, 세계기상기구(WMO)는 지구 평균 기온이 산업화 이전 대비 1.5℃ 상승할 가능성이 높아졌다고 경고했습니다. 이는 파리협정에서 설정한 기온 상승 제한 목표를 초과할 수 있음을 의미하며, 전 세계적인 기후 변화 대응이 시급함을 시사합니다. 이러한 기온 상승은 폭염, 가뭄, 홍수 등 극한 기상 현상의 빈도를 높여 인류의 생존과 생태계에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 2. 극한 기상 현상의 증가최근 한 달 동안 전 세계적으로 ..

최근 인공지능(AI) 분야에서 주목받는 주제 중 하나는 '생성형 AI(Generative AI)'의 발전과 그 응용입니다. 생성형 AI는 주어진 데이터를 학습하여 새로운 텍스트, 이미지, 음악 등을 생성하는 기술로, 특히 자연어 처리와 이미지 생성 분야에서 혁신적인 변화를 이끌고 있습니다. 대표적인 예로, OpenAI의 GPT-4는 방대한 텍스트 데이터를 학습하여 인간과 유사한 수준의 문장을 생성할 수 있습니다. 이를 통해 자동화된 콘텐츠 작성, 고객 서비스 챗봇, 번역 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 또한, DALL·E와 같은 모델은 텍스트 설명을 기반으로 이미지를 생성하여 디자인, 광고, 예술 분야에서 새로운 가능성을 열어주고 있습니다. 생성형 AI의 발전은 산업 전반에 걸쳐 큰 영향을 미치고..

반도체 신소재 탄소나노튜브 고정밀 균일 가공 기술 개발 한국과학기술원(KAIST) 기계공학과 박인규·김산하 교수, 고려대 세종캠퍼스 안준성 교수, 한국기계연구원 정준호 박사 공동 연구팀은 신소재인 탄소나노튜브 표면을 높은 정밀도로 균일하게 가공하는 데 성공했다고 8일 밝혔다. 속이 빈 원기둥 모양 탄소 소재인 탄소나노튜브는 전기 전도도가 높고, 강철보다 기계적 강도가 강해 반도체·센서, 군수산업 등 다양한 분야의 차세대 신소재로 주목받고 있다. 다만 제한적인 기계적 탄성과 낮은 반응성 때문에 탄소나노튜브 표면에 금속·세라믹 등 기능성 소재를 붙여 사용하는데, 탄소나노튜브의 높은 응집률 때문에 균일하게 코팅하기가 쉽지 않았다. 연구팀은 정교하게 제작된 금속산화물 나노구조체를 전사할 수 있는 나노 임프린팅 ..

반도체 공정의 친환경화는 최근 몇 년 사이 반도체 산업에서 중요한 이슈로 부상했습니다. 반도체 제조 공정은 전력, 물, 화학물질의 대규모 사용을 필요로 하는 고에너지, 고자원 소비 공정이기 때문에 환경에 미치는 영향이 큽니다. 이에 따라 반도체 제조사들은 지속 가능한 환경을 고려하여 다양한 친환경 공정 기술과 혁신적인 환경 보호 방안을 도입하고 있습니다.1. 저전력 반도체 설계반도체의 친환경화는 제품 자체의 전력 소모를 줄이는 데서부터 시작됩니다. 삼성전자와 SK하이닉스 등 반도체 제조업체들은 저전력 특성을 극대화한 반도체 설계를 개발하고 있습니다. 특히, 저전력 메모리 칩은 데이터센터와 IT 기기에서 에너지 소비를 줄여 온실가스 배출을 감소시키는 데 기여합니다. 이는 데이터센터 운영 비용 절감뿐 아니라..

인공지능(AI)과 소재 과학의 융합은 혁신적인 신소재 개발과 연구 속도를 크게 앞당기며, 연구비용을 절감하고 있습니다. AI는 데이터를 기반으로 패턴을 학습하고 예측할 수 있는 능력을 갖추고 있어, 수년 또는 수십 년이 걸릴 수 있는 소재 연구 과정을 획기적으로 단축하는 데 기여합니다. 특히, 소재 과학에서 중요한 변수가 되는 화학적, 물리적 특성의 상관관계를 AI가 학습하면서, 과학자들이 원하는 물성을 갖춘 신소재를 빠르게 탐색할 수 있게 되었습니다.1. AI 기반의 소재 예측 모델링AI와 머신러닝 기술은 소재의 물성을 예측하고 모델링하는 데 있어 강력한 도구로 활용되고 있습니다. 소재 연구에서 새로운 물질의 특성을 일일이 실험으로 확인하는 것은 시간이 많이 소요되며 비용이 많이 드는 작업입니다. 예를..

에너지 저장 기술은 재생에너지의 효율적인 활용과 전력망의 안정성을 위해 필수적입니다.기존의 리튬 이온 배터리는 전력 저장 효율이 뛰어나지만, 원료 공급 문제와 발화 위험성 등 단점이 존재합니다.이러한 문제를 해결하기 위해 최근에는 차세대 에너지 저장 기술들이 주목받고 있습니다. 고체 배터리, 수소 연료 전지, 플로우 배터리 등 다양한 기술이 연구 중이며, 특히 고체 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용해 안전성이 높은 것이 특징입니다. 예를 들어, SK이노베이션은 고체 배터리 개발에 집중하여 고효율과 안전성을 겸비한 배터리 상용화를 목표로 하고 있습니다. 한편, 수소 연료 전지는 전기를 생성하는 데 물만 배출해 친환경적이라는 장점이 있습니다. 현대자동차는 수소 연료 전지를 차량뿐만 아니라 대규모..

SK하이닉스는 메모리 반도체 분야에서 삼성전자에 이어 글로벌 2위의 위치를 유지하고 있는 한국의 주요 반도체 기업입니다. SK하이닉스는 DRAM과 NAND 플래시 메모리 시장에서 강력한 입지를 다지고 있으며, 특히 모바일, 서버, 데이터 센터 등 다양한 분야에 메모리 반도체를 공급하고 있습니다. 최근 인텔의 NAND 사업부문을 인수하면서 NAND 분야에서의 시장 점유율을 더욱 높였으며, 이를 통해 메모리 반도체 시장에서의 영향력을 확장하고 있습니다.  SK하이닉스는 기존 메모리 반도체 사업뿐만 아니라, 차세대 메모리 기술 연구에도 집중하고 있습니다. 특히 초고속 D램과 고용량 NAND 기술 개발에 박차를 가하고 있으며, 메모리 칩의 집적도를 높여 성능을 향상시키고 있습니다. 또한, 전력 소모를 줄이고 효..

삼성전자는 글로벌 반도체 시장에서 메모리 반도체 분야의 최강자로 자리 잡은 기업으로, DRAM과 NAND 플래시 메모리에서 압도적인 시장 점유율을 기록하고 있습니다. 삼성전자는 메모리뿐만 아니라 비메모리 반도체 분야에서도 존재감을 강화하기 위해 공격적인 투자를 이어가고 있습니다. 특히 파운드리 사업 부문에서 TSMC와 경쟁하며 첨단 공정 개발에 주력하고 있으며, 이를 통해 3나노미터(nm) 공정 양산에 성공하여 기술 우위를 확보했습니다. 최근에는 AI와 자율주행, 5G와 같은 차세대 기술에 필요한 고성능 반도체 수요에 대응하기 위해 미국 텍사스주에 170억 달러 규모의 첨단 반도체 공장을 건설하고 있습니다.  삼성전자는 반도체 연구개발(R&D)에도 많은 자원을 투자하고 있으며, 차세대 메모리 기술인 MR..

압전 세라믹(Piezoelectric Ceramics)압전 세라믹은 외부에서 가해지는 기계적 압력을 전기 신호로 변환하거나, 전기 신호를 기계적 변형으로 변환하는 기능을 가진 특수 소재입니다. 이러한 특성 덕분에 센서, 액추에이터, 에너지 하베스팅 장치 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 최근 이 분야에서는 여러 흥미로운 발전이 있었습니다.친환경 비납계 압전 세라믹 개발: 기존의 압전 소재로 주로 사용되던 납 티탄산 지르코늄(PZT)은 인체와 환경에 유해한 납을 포함하고 있어 환경 문제를 야기할 수 있습니다. 최근 연구에서는 납을 포함하지 않은 친환경 비납계 압전 소재가 개발되고 있습니다. 이러한 소재는 기존의 납 계열 소재와 유사한 성능을 가지면서도 환경에 무해하여 상용화 가능성이 높습니..