지난 6월 10일(월), 과학기술 발전에 이바지하고 KRISS의 위상을 높이는데 크게 기여한 연구원에게 수여하는 ‘이달의 KRISS인상(연구부문)’ 수상자에 대한 시상이 진행됐다. 이번 5월의 KRISS인상은 전자파측정그룹 이동준 책임연구원이 수상자로 선정되었다.

 

▲ 5월의 KRISS인상 수상자 이동준 책임연구원

 

이동준 책임연구원은 KRISS의 독자 기술로 6G 통신 안테나의 성능 측정 장비를 국산화하는 데 성공했다. 일반적으로 주파수 대역이 올라갈수록 통신 속도는 빨라지지만, 통신 가능 거리는 짧아지는 경향이 있다. 6G 통신(예정 주파수 대역 7~24 GHz)은 현재의 5G 통신(3.5 GHz)에 비해 주파수 대역이 높아지기 때문에, 짧아지는 통신 가능 거리를 해결하기 위한 다양한 안테나 관련 기술이 필요하다.

여기에는 초대용량 다중입출력 안테나 기술, 빔포밍 기술, 재구성 가능한 지능형 표면 기술 등이 포함된다. 이러한 다양한 기술이 접목된 6G 안테나가 제대로 작동하기 위해서는 성능 측정이 필수적이다. 정밀한 성능 측정을 통해 시제품 단계에서 안테나의 오작동 원인을 개선하고 품질을 높이는 것은 물론, 양산 시점을 단축할 수 있다.

KRISS는 해당 기술을 광섬유 통신 및 중계기 분야 기업인 ㈜이스트포토닉스에 기술료 3억 원 규모로 기술이전한 바 있다.

 

▲ 해당 성과 관련 언론보도

 

▲ 개발된 이동형 6G 안테나 측정시스템

 

 

그리고, 지난 8월 26일(월)에는 7, 8월 ‘이달의 KRISS인상(연구부문)’ 수상자에 대한 시상이 진행되었다. 7월 KRISS인상은 첨단소재측정그룹 박혁준 선임연구원이 선정되었으며, 8월 KRISS인상은 우주극한측정그룹 조용찬 선임연구원, 왕레이 포스닥, 이근우 책임연구원이 공동으로 선정되었다.

 

▲ 7월의 KRISS인상 수상자 박혁준 선임연구원

 

 

▲ 고니켈계 양극재 결함 형성 기작 분석 및 고품질 소재 개발

 

▲ 해당 성과 관련 언론보도

 

급증하는 전기차 수요 대응 및 글로벌 시장 선점을 위해 저가형 고성능의 지속가능한 전지 기술에 대한 요구가 증가하고 있는 반면, 현 리튬이온전지의 양극제는 자원이 한정적인 코발트 기반의 전이금속 산화물을 사용하고 있어 가격이 비싸고 변동성이 심하다는 단점을 가지고 있다.

이에, 박혁준 선임연구원은 저가형 고에너지 양극재 개발을 위해 기존 삼원계 니켈-코발트-망간계(NCM) 층상형 양극재에서 코발트 함량을 줄이고 니켈 함량을 높은 고니켈계 양극 소재 또는 망간 함량을 높인 과리튬 망간계 양극 소재에 대한 연구개발을 활발히 하였다.

▲ 8월의 KRISS인상 수상자 조용찬 선임연구원, 왕레이 포스닥, 이근우 책임연구원

 

8월의 KRISS인상 수상자인 조용찬 선임연구원, 왕레이 포스닥, 이근우 책임연구원은 초과포화 용액구현과 액체구조분석 기술 개발, 3000K 이상 내열금속 밀도 정밀측정기술 개발, 초고온 금속/금속합금 밀도 측정과 불확도 평가기술 개발, 초고온 전이 금속/금속합금 초과냉각과 유리형성능 관계 규명, 창의융합연구과제 수주 등의 성과를 창출해냈다.

▲ 초과포화 환경에서 분자 구조 대칭성 변화에 따른 결정화 경로 분석 개략도

 

▲ 해당 성과 관련 언론보도

 

1890년대 과포화 상태의 수용액에서 물질이 결정화될 때 안정된 물질상이 아닌 준안정 상태의 새로운 물질상이 형성된다는 현상이 발견되었다. 이 현상은 수용액 내 용질의 분자 구조 변화가 주된 요인으로 설명된다. 결정화 과정을 분자 단위로 관측하기 위해서는 높은 포화도가 필요하지만, 기존 기술로는 포화 농도의 200%만 구현할 수 있어 정밀한 관측이 어려웠다.

KRISS 우주극한측정그룹은 독자 개발한 ‘정전기 공중부양장치’를 통해 수용액을 공중에 띄우고 400% 이상의 초과포화 상태를 구현하는 데 성공했다. 이로 인해 용질의 분자 구조 대칭성이 변하고, 물질의 결정화 경로가 변화하여 새로운 물질상이 형성되는 과정을 세계 최초로 관측할 수 있었다.

또한, 연구진은 정전기 공중부양장치를 활용하여 4,000 K(3,726 °C) 이상의 초고온 환경을 구현하고, 내열 소재인 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 탄탈럼(Ta)의 열물성을 정밀 측정하는 데 성공했다. 이러한 연구 결과는 우주 발사체, 항공기 엔진, 핵융합로에 사용되는 초고온 내열 소재의 설계 안전성과 효율성을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다.

본 연구성과들은 각각 Nature Communications (2024), APL Materials (2024), Journal of Molecular Liquids (2024), Physical Review Materials (2024) 등에 게재되었으며 특히, 초과포화 용액구현과 액체구조분석 기술 개발 결과는 그 중요성을 인정받아 Nature Communication Editor’s Highlight에 선정되었다.

   

▲ Nature communications, IF: 16.6