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고용량 차세대 배터리 수명 향상 소재 개발
전기자동차를 구매할 때 가장 망설이게 만드는 요인은 한번 충전으로 운행할 수 있는 주행거리가 짧다는 점이다. 주행거리를 늘리기 위해서는 배터리를 많이 탑재해야 하는데, 이는 차체의 무게와 가격을 증가시키는 문제가 생긴다. 이에 따라 같은 무게에 더 많은 에너지를 저장해 주행거리를 늘릴 수 있는 고용량 배터리 개발이 시급한 상황이다.
우리 대학 신소재공학과 조은애 교수 연구팀이 현재 사용되고 있는 배터리 양극재와 비교해 20% 이상 에너지 밀도가 높으면서 안정성을 유지하는 고용량의 리튬 과잉 양극 소재를 개발했다고 3일 밝혔다.
현재 전기자동차 배터리에는 니켈 함량이 높은 `하이니켈(Ni)' 양극 소재가 사용되고 있다. 배터리 양극 소재는 코발트(Co), 니켈(Ni), 망간(Mn)의 산화물인데, 니켈의 함량이 높을수록 용량이 높다(200mAh/g). 그러나 하이니켈 양극 소재로는 주행거리 향상에 한계를 드러내고 있으며, 연구팀은 하이니켈 양극 소재의 대안으로 리튬 과잉 양극 소재를 제안했다.
리튬 과잉 양극 소재는 리튬이 과량으로 함유된 차세대 양극 소재로, 저장된 리튬의 양이 많아 가용 용량이 250mAh/g 에 달해, 기존 하이니켈 양극 소재보다 20% 많은 에너지를 저장할 수 있다. 그러나, 리튬 과잉 양극 소재는 첫 충전과 방전 사이에 산화물을 구성하고 있는 산소가 기체가 돼 비가역적으로 추출되는 반응이 일어난다. 이에 따라, 산화물 양극재의 구조가 붕괴되고 배터리 성능이 급격히 감소해 사용되지 못하고 있다.
조은애 교수 연구팀은 비가역적 산소 반응이 주로 발생하는 양극재 표면에 선택적으로 바나듐(V) 이온을 도핑하는 기술을 개발해 리튬 과잉 양극 소재의 안정성을 높이는 데 성공했다. 리튬 과잉 양극 소재가 첫 충·방전에서 69%의 낮은 가역성을 갖지만, 바나듐을 도핑한 리튬 과잉 양극 소재는 첫 충·방전 시 81%에 달하는 높은 가역성을 나타냈으며, 100 사이클의 충·방전 이후에도 92%에 달하는 안정성을 확인했다.
조은애 교수는 "도핑된 바나듐 이온이 양극 소재 내 산소 이온의 전자구조를 변화시켜 충·방전 시 가역적인 산화·환원 반응이 가능하게끔 하였다ˮ고 설명하며 "전체 공정이 비교적 간단해서 대량생산에도 적합하다ˮ고 말했다.
신소재공학과 이용주 박사가 제 1저자로 참여한 이번 연구 결과는 재료 분야 저명 국제 학술지 `어드밴스드 사이언스(Advanced Science)' 1월 29일 字 온라인판에 게재됐다. (논문명: Promoting the Reversible Oxygen Redox Reaction of Li-excess Layered Cathode Materials with Surface Vanadium Cation Doping)
한편 조은애 교수팀이 수행한 이번 연구는 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업과 KAIST 글로벌 특이점 연구사업의 지원을 받아 이뤄졌다.
2021.03.03 조회수 94952 -
공기중 산소로 충전되는 차세대 배터리용 에너지 저장 소재 개발
우리 연구진이 공기 중에 널리 퍼져있는 산소로 충전되는 차세대 배터리인 리튬-공기 배터리의 에너지 저장 소재를 개발했다. 기존 리튬-이온 배터리에 비해 약 10배 큰 에너지 밀도를 얻을 수 있어 친환경 전기자동차용 배터리에 널리 쓰일 것으로 기대된다.
우리 대학 신소재공학과 강정구 교수가 숙명여대 화공생명공학부 최경민 교수 연구팀과 공동연구를 통해 원자 수준에서 촉매를 제어하고 분자 단위에서 반응물의 움직임 제어가 가능해 차세대 배터리로 주목받는 리튬-공기 배터리용 에너지 저장 전극 소재(촉매)를 개발했다.
연구팀은 이번 소재개발을 위해 기존 나노입자 기반 소재의 한계를 극복하는 원자 수준의 촉매를 제어하는 기술과 금속 유기 구조체(MOFs, Metal-Organic Frameworks)를 형성해 촉매 전구체와 보호체로 사용하는 새로운 개념을 적용했다. 금속 유기 구조체는 1g만으로도 축구장 크기의 넓은 표면적을 갖기 때문에 다양한 분야에 적용 가능한 신소재다.
이와 함께 물 분자의 거동 메커니즘 규명을 통해 물 분자를 하나씩 제어하는 기술도 함께 활용했다. 이 결과, 합성된 원자 수준의 전기화학 촉매는 금속 유기 구조체의 1nm(나노미터) 이하 기공(구멍) 내에서 안정화가 이뤄져서 뛰어난 성능으로 에너지를 저장한다는 사실을 밝혀냈다.
KAIST 신소재공학과 최원호 박사과정이 제1 저자로 참여한 이 연구결과는 재료 분야 저명 국제 학술지 `어드밴스드 사이언스 (Advanced Science)' 5월 6일 字에 게재됐다. (논문명 : Autogenous Production and Stabilization of Highly Loaded Sub-Nanometric Particles within Multishell Hollow Metal-Organic Frameworks and Their Utilization for High Performance in Li-O2 Batteries)
리튬-이온 배터리는 낮은 에너지 밀도의 한계로 인해 전기자동차와 같이 높은 에너지 밀도를 요구하는 장치들의 발전 속도를 따라잡지 못하고 있다. 이를 대체하기 위해 다양한 종류의 시스템들이 연구되고 있는데 이 가운데 높은 에너지 밀도의 구현이 가능한 리튬-공기 배터리가 가장 유력한 후보로 꼽힌다. 다만 리튬-공기 배터리는 사이클 수명이 매우 짧아서 이를 개선하기 위해 공기 전극에 촉매를 도입하고 촉매 특성을 개선하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 공동연구팀은 원자 수준의 촉매 도입 후 사이클 수가 3배 정도 증가하는 결과를 얻었다.
또 촉매의 경우 크기가 1nm(나노미터) 이하로 작아지면 서로 뭉치는 현상이 발생해서 성능이 급격하게 떨어진다. 공동연구팀은 이런 문제 해결을 위해 원자 수준 촉매 제어기술을 사용했는데 물 분자가 금속 유기 구조체의 1nm(나노미터) 이하의 공간에서 코발트 이온과 반응해 코발트 수산화물을 형성했고, 그 공간 내부에서도 안정화를 이뤘다. 안정화가 이뤄진 코발트 수산화물은 뭉침 현상이 방지되고, 원자 수준의 크기가 유지되기 때문에 활성도가 향상되면서 리튬-공기 배터리의 사이클 수명 또한 크게 개선되는 결과를 얻었다.
강정구 교수는 "금속-유기 구조체 기공 내에서 원자 수준의 촉매 소재를 동시에 생성하고 안정화하는 기술은 수십만 개의 금속-유기 구조체 종류와 구현되는 촉매 종류에 따라 다양화가 가능하다ˮ면서 "이는 곧 원자 수준의 촉매 개발뿐만 아니라 다양한 소재개발 연구 분야로 확장할 수 있다는 의미ˮ라고 설명했다.
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부의 글로벌프론티어사업 및 수소에너지혁신기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.
2020.06.01 조회수 19977 -
국제 미래자동차 기술 심포지엄 개최
전기자동차 및 자율주행 자동차로 대표되는 교통 시스템의 패러다임 전환으로 새로운 연구 및 산업 분야가 창출되고 있다. 이로 인해 발생하는 환경·안전·효율 등의 문제를 개선하기 위해 전 세계적으로 교통체계 및 자동차의 혁신적인 변화가 요구되고 있는 시점이다.
우리 대학은 이러한 시대적인 흐름에 맞춰 세계 최고 수준의 미래자동차 기술 및 아이디어를 공유하기 위해 11일 제주시에 위치한 KAIST 친환경스마트자동차연구센터에서 `국제 미래자동차 기술 심포지엄'을 개최한다.
`자동차 기술의 미래: 자율주행차와 전기차를 중심으로(Shaping Future Mobility: Autonomous and Electric Vehicles)'라는 주제로 열리는 이 국제심포지엄은 KAIST 조천식녹색교통대학원(학과장 김경수)과 기계공학과(학과장 이두용)가 공동 주관한다.
한국·미국·홍콩·싱가포르 4개국의 초청 연사와 관련 분야 연구자 등 100여 명이 참석하는 이번 국제심포지엄 행사에서는 후이 펑(Huei Peng) 미국 미시간대 앤아버 중앙캠퍼스 교수가 기조연설을 맡았다.
후이 펑 교수는 `지능형 친환경 자동차의 동향 및 발전 전망'을 주제로 미래의 지능형 친환경 자동차의 안전성과 에너지 효율을 강화하려는 연구의 동향과 한계를 분석하고 해당 분야의 발전 가능성을 전망한다.
또, 미래자동차 기술을 다루는 세션에서는 에드워드 청(Edward Chung) 홍콩 이공대 교수가 `연결 사회에서의 교통 관리'를 주제로 차량-도로 인프라 간 통신 기술을 활용한 교통효율 혁신 방안을 소개한다.
이어, 장기태 KAIST 조천식녹색교통대학원 교수는 `제주, 친환경 전기차 및 신재생에너지 보급 확산의 산실'을 주제로 새로운 교통 인프라 구축 및 에너지 정책 마련의 필요성에 대해 논의한다.
이밖에 자율주행 자동차 세션에서는 모한 트리베디(Mohan Trivedi) 미국 캘리포니아대 샌디에이고 교수와 금동석 KAIST 조천식녹색교통대학원 교수·마르셀로 앙(Marcelo Ang) 싱가포르 국립대 교수·윤국진 KAIST 기계공학과 교수가 자율주행 자동차의 안정성과 기존 기술의 한계를 극복하려는 새로운 시도들에 관해 소개한다.
신성철 KAIST 총장은 환영사를 통해 "이번 심포지엄은 미래자동차를 위한 비전을 구상하는 기회이자 아이디어 및 새로운 기술을 공유해 도전하고 탐구하는 자리가 될 것ˮ이라고 이번 심포지엄 개최에 대한 의미를 부여했다.
이어 김경수 KAIST 조천식녹색교통대학원장도 "미래자동차 기술 관련 연구를 선도하는 4개 대학 연구자들과 함께 KAIST를 중심으로 하는 국제 공동연구 네트워크를 구축할 계획ˮ이라며 포부를 밝혔다.
2019.11.07 조회수 15660 -
전기자동차용 차세대 전지의 성능 극대화
〈 김 일 두 교수〉
우리 대학 신소재공학과 김일두 연구팀이 리튬-공기전지의 핵심 구성요소인 촉매를 대량생산할 수 있는 기술을 개발했다.
리튬-공기전지는 전기자동차에 쓰이는 리튬-이온전지를 대체할 차세대 전지로 주목받고 있으며, 이번에 연구팀이 개발한 원천기술을 통해 리튬-공기전지의 상용화에 한 발짝 다가갈 것으로 기대된다.
연구팀은 촉매활성이 뛰어난 두 소재인 루테늄산화물(RuO2)과 망간산화물(Mn2O3)이 균일하게 분포된 이중 나노튜브 구조를 손쉽게 대량 제조하는 원천기술을 확보했고, 이를 리튬-공기전지에 적용하는데 성공했다.
이번 연구는 나노재료 분야의 국제 학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 3일자 온라인 판에 게재됐다. (논문명: One-Dimensional RuO2/Mn2O3 Hollow Architectures as Efficient Bifunctional Catalysts for Lithium-Oxygen Batteries)
리튬-공기전지는 리튬-이온전지에 비해 용량이 10배 이상 높고 대기 중의 산소를 연료로 활용하기 때문에 전기자동차를 위한 에너지 저장장치로 큰 주목을 받고 있다.
그러나 방전 시 생성되는 고체 리튬산화물(Li2O2)이 충전 과정에서 원활히 분해되지 않아 전지의 효율 및 수명특성이 저하돼 상용화에 어려움을 겪었다. 따라서 탄소재 양극 내의 리튬산화물의 형성 및 분해를 안정적으로 도와주는 촉매 개발이 필수적으로 요구됐다.
리튬-공기전지용 촉매는 가벼우면서 내구성이 우수하고 촉매의 표면적을 최대한 넓히는 것이 중요하다. 현재 상용화 수준으로 대량생산이 가능하고 우수한 촉매 활성을 갖는 소재는 아직 개발되지 않았었다.
연구팀은 위의 문제 해결을 위해 루테늄과 망간 전구체가 녹아 있는 고분자 용액을 전기 방사했다. 이는 누에가 실을 뽑듯이 고분자 용액을 재료로 삼은 실을 뽑아내 루테늄-망간 전구체를 기반으로 한 고분자 복합 섬유를 합성해내는 기술이다.
이후 이 섬유를 고온 열처리하면 거푸집 역할을 하는 고분자 템플릿(Template)이 타서 없어지고, 루테늄산화물 및 망간산화물의 이종 물질이 함께 복합체를 이루는 이중튜브 구조의 촉매가 완성된다.
연구팀이 개발한 이중 튜브는 직경 220 나노미터의 외부튜브와 80 나노미터의 내부튜브로 이뤄져 안쪽 및 바깥쪽 벽이 동시에 촉매 반응에 참여 가능하고, 비어있는 공간이 많아 가볍다는 장점을 갖는다.
연구팀은 초기 충전, 방전 시의 과전압 차이가 약 0.8V 이내로 감소하는 효과를 얻었다. 기존 탄소재 사용시 과전압은 약 2.0V 이상이다. 또한 용량제한 1000 mAh/g 하에서 100사이클 이상의 안정적인 리튬-공기전지 특성을 확인했다.
위의 기술 향상이 가능한 이유는 리튬산화물의 생성반응(산소환원 반응)을 도와주는 망간산화물 촉매와 분해반응(산소발생 반응)을 돕는 루테늄산화물 촉매가 내, 외부 튜브에서 나노단위로 균일하게 존재하기 때문이다.
김 교수 연구팀의 핵심 기술인 전기방사 기술은 고분자, 금속 전구체가 포함된 용액을 전기적 인력으로 연신시켜 수십에서 수백 나노 직경의 나노섬유를 얻을 수 있는 기술이다.
이 기술은 쉽게 기능성 나노섬유를 대량생산할 수 있어 수처리용 필터, 황사 마스크, 마스크팩 소재, 바이오 필터 등에 활발히 사용되고 있다.
연구팀은 “휘발점이 다른 두 용매의 온도 상승 속도를 조절하는 간단한 공정을 통해 리튬-공기전지의 충전 및 방전에 이상적인 촉매구조 디자인에 성공했다”고 밝혔다.
김 교수는 “생산 공정이 매우 손쉽고 대량생산이 가능한 기술이다”며 “촉매의 성능이 우수해 차세대 전지로 각광받는 리튬-공기전지의 상용화를 앞당기는 데 기여할 것이다”고 말했다.
신소재공학과 김상욱 교수와 공동 연구로 진행된 이번 연구는 윤기로 박사과정이 제1저자로 참여했고, ‘한국 이산화탄소 포집 및 처리 연구개발센터(Korea CCS R&D Center)’ 및 현대자동차의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 루테늄산화물-망간산화물 코어-쉘 나노튜브 및 이중 나노튜브 미세구조 사진
그림2. 나노튜브 촉매가 사용된 리튬-공기전지의 구성
그림3. 리튬-공기전지의 구동 원리
그림4. 루테늄산화물-망간산화물 코어-쉘 나노튜브 및 이중 나노튜브 형성원리
2016.02.16 조회수 21759 -
임춘택 교수, IEEE 초빙편집장 선임
우리 학교 원자력 및 양자공학과 임춘택교수가 IEEE J-ESTPE(Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics) 초빙 편집장 (Guest Editor)으로 선정됐다.
임 교수는 그동안 무선전력 (wireless power) 및 전기자동차 (electric vehicles) 분야에서 세계적으로 활발히 활동한 업적을 인정받았다.
임 교수는 현재 IEEE Trans. on Power Electronics와 IEEE J-ESTPE의 부편집장 (Associate Editor)과 국내 전력전자학회(KIPE) 무선전력전문위원장을 역임하고 있다.
2013.10.31 조회수 13623 -
OLEV 기술 , 세계 10대 유망 기술로 뽑혀
- 세계경제포럼(WEF), 한국시간 14일 오후‘2013년 세계 10대 유망 기술’ 선정 ․ 발표 -
우리대학이 개발해 상용화 단계에 있는 무선충전 전기자동차 기술인 ‘OLEV(On-line Electric Vehicle)’가 세계경제포럼으로부터 ‘2013년 세계 10대 유망 기술’로 인정받았다.
세계경제포럼(WEF)은 한국시간 기준 14일 오후 3시 무선충전 전기자동차 기술인 OLEV를 ‘2013년 세계 10대 유망 기술’ 로 선정해 발표했다
세계경제포럼 산하 유망기술 글로벌의제위원회(Global Agenda Council on Emerging Technologies)는 작년부터 가까운 미래에 세상을 변화시킬 가능성이 높은 기술 10개를 선정해 발표해오고 있다.
세계경제포럼이 뽑은 ‘2013년 세계 10대 유망기술’은 KAIST의 ‘OLEV’를 비롯해 ▲3차원 인쇄술 ▲자기치유 물질 ▲에너지 효율적인 정수기술 ▲이산화탄소 전환과 사용 ▲분자단위에서의 영양소 강화 ▲리모트 인지장치 ▲나노 단위의 효과적인 약물 전달 ▲유기 전자공학 및 광전변환공학 ▲3·4세대 원자로 및 폐기물 재처리 기술 등이다.
KAIST가 개발한 "OLEV"는 일반도로에 전기선을 매설해 자기장을 발생시킨 후 발생된 자기력을 차량이 무선으로 공급받아 이를 전기로 변환, 동력원으로 사용하는 친환경적인 전기자동차 기술이다. 일반 전기자동차는 충전소에 들러 충전을 해야 하는 불편한 점이 있는 반면 ‘OLEV"는 달리면서 실시간 충전이 가능하다.
때문에 배터리 크기가 일반 전기차의 1/3 정도 획기적으로 줄고 가격, 무게 등의 측면에서 기존 전기자동차 보다 상용화에 훨씬 유리한 조건을 갖추고 있다는 평가를 받고 있다.
‘OLEV"는 지난 2007년 서남표 총장이 KAIST가 잘되기 위해서는 남들이 하지 않는 도전적이고 역발상적인 대형 연구 과제를 다뤄야 한다는 생각으로 최초 아이디어를 제시해 시작됐는데 2009년부터 정부지원을 받아 본격적인 연구개발이 이뤄졌다.
KAIST는 2010년 무선전력전송 원천기술과 전력 급·집전 시스템 기술을 개발하고 구현 가능성을 입증하는 등 전기자동차의 핵심기술을 2년 만에 개발하는데 성공했다. 이어 2012년에는 차량 공인인증, 전기안전, 전자파 안전, 도로 안전 인증을 완료하는 등 상용화를 위한 발판을 마련했다.
특히 작년 10월 자동차 안전연구원은 OLEV의 주‧정차 중 충전 효율이 평균 75%의 전송효율을 달성했다는 테스트 결과를 발표했는데 이는 “상용화가 가능한 급·집전 시스템 성능을 확보했다는 의미”라고 학교측 관계자는 설명했다.
효율성과 경제성 확보한 성공한 ‘OLVE’는 2010년 서울대공원 코끼리 열차 운행을 시작으로 작년 9월 여수엑스포에서 시범 운행을 성공적으로 마쳤고 또 올 7월부터는 경북 구미시에서도 운행에 들어가는 등 상용화에 성큼 다가섰다는 평가를 받고 있다.
한편 ‘KAIST OLEV’는 세계경제포럼 외에도 지난 2010년 미국 시사주간지 타임(Time)지로부터 세계 최고의 50대 발명품으로 선정된 적이 있다. 끝.
2013.02.15 조회수 17772 -
힘세고 오래가는 리튬이온 배터리 개발
최장욱 교수
- 출력 향상으로 전기자동차 가속성능 획기적 향상 기대 -- 결정면 제어해 출력은 5배 이상, 수명은 3배, 고온 수명은 10배 이상 향상 -
나노기술을 이용해 고출력은 물론 수명이 훨씬 길어진 리튬이온 이차전지가 개발됐다.
우리 학교 EEWS 대학원 최장욱 교수 연구팀이 기존의 리튬이온 이차전지보다 출력은 5배 이상 높으면서도 수명은 3배 이상 길어진 리튬이온 이차전지 양극소재를 개발하는 데 성공했다.
그동안 배터리 성능이 모터의 출력을 따라가지 못해 내연기관 보다 가속 시 굼뜨는 단점이 있었던 기존 전기자동차에 이 배터리를 적용할 경우 가속성능이 획기적으로 개선될 것으로 관련업계는 기대하고 있다.
이와 함께, 차세대 지능형 전력망인 스마트 그리드와 전동 공구 등 고출력 배터리를 필요로 하는 분야에도 다양하게 활용될 수 있을 것으로 전망된다.
현재 가장 널리 상용화된 리튬이온 이차전지용 리튬-코발트계 양극소재는 비싼 가격, 강한 독성, 짧은 수명, 긴 충·방전 시간 등의 단점이 있다. 또 충·방전 시 발생하는 열에 취약, 대용량 전류밀도를 요구하는 전기자동차엔 적용이 어려웠다.
반면, 최장욱 교수 연구팀이 이번에 연구한 리튬-망간계 양극소재는 풍부한 원료, 저렴한 가격, 친환경성 등과 같은 장점을 갖고 있으며, 특히 고온 안정성이 뛰어나고, 높은 출력을 낼 수 있기 때문에 전기자동차용 전극 소재로 각광을 받고 있다.
순수 리튬망간계 양극소재는 수명이 평균 1~2년 정도에 불과할 정도로 매우 짧은 단점이 지적돼 왔다. 이는 망간이 전해액으로 녹아나오는 용출 현상에 기인하며, 이를 해결하기 위해 다양한 연구가 진행돼 왔지만 소재의 고유 결정구조로 인해 난제로 남아 있었다.
최 교수 연구팀은 망간산화물이 만들어지기 직전 나노소재를 합성하는 단계에서 반응온도를 조절해 결정면의 구조를 분석한 결과 220℃에서 망간이온의 용출이 억제되는 결정면과 리튬이온 이동을 원활하게 하는 면이 동시에 존재한다는 것을 발견했다.
각각의 결정면은 수명과 출력을 동시에 좋게 해 출력은 5배 이상 향상되면서 수명은 3배 이상 높아졌다. 게다가 기존에 가장 취약하다고 알려진 고온 수명 특성은 10배 이상 좋아지는 것을 확인했다.
최장욱 교수는 “배터리에 10 마이크로미터 수준의 덩어리 입자로 존재했던 리튬망간계 양극소재를 수백 나노 수준에서 결정면을 제어함으로써 출력과 수명을 모두 획기적으로 개선했다”며 “관련 기술에 대해 국내외 특허 출원을 완료했으며, 앞으로 기업과 연계해 2~3년 내 상용화할 계획”이라고 밝혔다.
이차전지의 세계적인 석학인 스탠포드 대학 추이 교수는 “이번 연구는 나노기술이 이차전지 분야를 획기적으로 발전시킬 수 있는 단적인 예를 보여준 사례”라고 평가했다.
한편, 최장욱 교수가 주도하고 김주성 연구원이 참여한 이번 연구 성과는 나노과학분야 세계적 권위지 ‘나노 레터스(Nano letters’)지 온라인판(11월 27일자)에 발표됐다.
그림1. 잘린 면을 갖는 스피넬 리튬망간산화물의 주사전자현미경 사진(좌)과 이 구조가 다른 구조에 비해 다른 구조와 비교 시 더 우수한 출력 특성을 보여 주는 배터리 데이터(우). 초록색이 잘린 면을 갖는 구조의 데이터이다.
그림2. 결정면 제어를 한 스피넬 리튬망간산화물의 개략도. 파란색 면 방향은 수명특성에 기여하며, 분홍색의 면은 출력 특성에 기여하도록 결정면이 디자인됐다.
2012.11.27 조회수 19999 -
'전기자동차 국제포럼 2012(IFEV 2012)' 개최
- 홍순만 철도기술연구원장 등 교통 분야 전문가 20여명 참가 -- 무선충전 고속철도, 타이어를 이용한 무선충전 전기차 등 신기술 교류의 장 -
국내·외 산·학 관계자들 간에 미래 교통기술 연구 성과에 관한 학술교류의 장이 펼쳐진다.
우리대학 조천식 녹색교통대학원(원장 조동호)은 7일 오전 10시 30분부터 대전 KAIST 본원 대강당에서 ‘전기자동차 국제포럼 2012(IFEV 2012)’를 개최한다.
국내・외에서 미래 교통기술을 선도적으로 연구하는 20여명의 학계 및 산업계 연구자가 참여하는 이번 포럼은 미래 교통기술의 연구방향과 상업화에 관해 토론하고 각종 정보를 교류하는 국내 최대의 전기자동차 학술대회다.
기조연설자로 나선 홍순만 한국철도기술연구원장은 ‘혁신적 녹색교통 기술’을 주제로 강연할 예정인데 한국철도기술연구원이 개발 중인 이층구조 고속철과 철도의 무선전력 전송기술의 개발현황을 소개할 예정이다.
이어 김경철 한국교통연구원장이 ‘IT 전기자동차의 기술융합 교통전략’을, ▲다카시 오히라(Takashi Ohira) 일본 토요하시 공과대학 교수와 ▲토모유키 신카이(Tomoyuki Shinkai) 게이오대 교수가 각각 ‘비자기, 비공진성 전기자동차 무선전력 충전기술’과 ‘오픈소스 전기자동차를 통한 지속가능 사회 실현’이라는 주제로 발표한다.
이 밖에 크리스티앙 코벨(Christian Kobel) 독일 봄바르디아 개발이사는 ‘대중교통의 무선전력 전송기술’을, 그리고 피터 베어그라프(Peter Burggraef) 독일 아헨공대 교수는 ‘전기 이동성의 발전방향’이라는 주제로 강연할 예정이다.
각 분야별 기술 세션에서는 ▲미래 도로차량과 무선전력 전송기술 ▲ 미래 고속철도 시스템 ▲미래 해양 선박시스템 ▲녹색교통기술의 전략과 정책 등에 관한 발표와 함께 패널 간 토론이 진행된다.
최근 들어 세계 각국의 자동차업체가 CO2 배출량과 석유의존도를 줄이기 위해 온라인 전기자동차, 플러그인 하이브리드, 배터리 교체방식 전기자동차 등 다양한 기술을 제시하고 있는 가운데 KAIST 무선전력 전송기술(Wireless Power Technology : WPT)을 학계가 이번 포럼에서 어떻게 평가할지에도 큰 관심이 쏠리고 있다.
KAIST 조천식 녹색교통대학원 서인수 교수는 “이번 포럼에서는 집전장치와 전봇대가 필요 없는 무선 고속철도 기술 등 다양한 신기술이 소개될 예정”이라며 “저탄소 녹색성장을 실현하기 위한 전 세계 정부•학계•산업계 관계자들이 미래 교통기술의 방향과 사회적 파급효과를 알 수 있는 소중한 기회가 될 것” 이라고 말했다.
이번 포럼의 상세한 정보는 홈페이지(http://gt.kaist.ac.kr/ifev2012/)에서 확인 할 수 있다.
한편, 이번 포럼은 KAIST 조천식 녹색교통대학원이 주관하고 한국철도기술연구원을 비롯해 자동차부품연구원, 전북자동차기술원, 도로교통공단, 교통안전공단, 한국자동차공학회, 주식회사 OLEV, OLEV Technology가 후원한다.
2012.11.06 조회수 17832 -
온라인 전기자동차 기술, 첫 해외수출
- 미국으로부터 기술력 인정받아 상용화 박차 -- 미연방교통청과 맥앨런市에서 총 210만 달러(약 24억원) 지원키로 확정 -
우리 학교가 개발한 온라인 전기자동차(OLEV) 기술이 미국에서 인정받아 사상 처음으로 해외시장에 수출된다.
미국 텍사스주 맥앨런市는 최근 시내버스 노선 중 10마일(약 16km)구간노선에 3대의 온라인 전기버스를 KAIST 자회사로서 미주지역 온라인 전기차 관련 기술사업화를 담당하고 있는 올리브 테크놀로지社(대표 이희규)로부터 납품받아 2013년 초부터 운행할 계획이다.
미국 매사추세츠주에 소재한 올리브 테크놀로지社는 온라인 전기자동차 상용화를 위해 무선전력 전송기술을 KAIST로부터 이전받아 올 3월 설립된 벤처기업으로 KAIST가 30%의 지분을 보유하고 있다.
이 회사는 온라인 전기자동차의 미주지역 기술사업화 및 상용화와 관련한 독점적인 라이센스를 갖고 있다.
국내에선 올 7월부터 서울특별시 지원을 받아 서울대공원에서 온라인 전기열차 3대가 운영되고 있는데 해외 공공기관이 상용화를 목적으로 추진 중인 시범사업에 KAIST가 개발한 온라인 전기차 관련기술이 적용되는 것은 이번이 처음이다.
맥앨런市가 시내버스 노선에 온라인 전기버스를 투입키로 결정한 것은 미연방교통청의 전폭적인 지원 때문이다.
미연방교통청은 2009년부터 매년 시행 중인 ‘지속가능성 연구프로젝트’를 통해 미국 전역의 연구기관, 정부 및 공공단체에서 시행하고 있는 청정대체에너지연구와 미래교통기술개발 시행사업을 지원하고 있다.
2011년 프로젝트 공모에는 266개의 연구제안서가 제출됐는데 이 가운데 46개 사업이 선정돼 총 1,300억원(1.12억달러) 규모의 예산을 지원받는다.
올리브 테크놀로지社와 미국 맥앨런市는 공동으로 온라인 전기버스를 개발하는 연구 제안서를 올 8월 미연방교통청에 제출했으며 이후 심사를 거쳐 약 22억원(190만달러)의 연구자금 지원을 받는 시행사업자로 지난 11월 17일 최종 선정됐다.
아울러 이 연구자금 외에도 맥앨런市는 온라인 전기버스사업에 약 2.4억원(21만 1천달러)을 투자하기로 결정, 동 사업에는 모두 24.4억원(211만 1천달러)의 자금이 투입된다.
맥앨런市 관계자는 “KAIST가 개발한 무선충전기술을 이용한 버스를 운행하게 되면 에너지 소비는 물론 온실가스 배출을 줄일 수 있다. 올리브는 기존의 디젤버스를 전기버스로 전환시킬 수 있는 비용효율이 높은 기술”이라며, “도로 주행 중 충전이 가능하기 때문에 전기자동차의 상용화에도 도움을 줄 수 있다”고 말했다.
맥앨런市는 텍사스 주 남쪽 맨 끝자락에 위치한 도시로 약 13만 명(2010년 인구센서스조사 기준)의 시민이 거주하고 있다.
한편, KAIST OLEV는 2010년 미국 시사주간지인 타임(Time)지가 꼽은 세계 50대 발명품 가운데 하나로 선정된 바 있다.
2011.12.01 조회수 16192 -
‘2011 전기자동차 국제포럼(IFEV 2011)’ 개최
- 전기자동차 무선전력 전송기술 글로벌 토론장 -
- 리차드 클레인(Richard Kleine) 국제자동차공학회 회장 등 참가 -
-17~ 18일, KAIST KI빌딩 퓨전홀에서 개최 -
우리 대학이 11월 17~18일 이틀간 대전 KAIST KI빌딩 퓨전 홀(Fusion Hall) 에서 ‘2011 전기자동차 국제포럼 (IFEV 2011)’을 개최한다
이번 포럼에는 전 세계 자동차 분야 국제표준화와 정책개발을 담당하는 국제자동차공학회(SEA International) 리차드 클레인(Richard Kleine)회장과 위성 및 마이크로웨이브 전력전송 시스템분야의 세계적인 석학인 나오키 시노하라(Naoki Shinohara) 일본 교토대 교수, 스마트그리드 전문 컨설팅 회사인 파이크 리서치(Pike Research) 리차드 마틴(Richard Martin) 편집이사 등 해외석학 4명이 주제발표자로 참여한다. 국내 발표자는 김남 충북대 교수, 김윤명 단국대 교수 등 8명이다.
KAIST 조천식 녹색교통대학원이 주관하고 한국자동차공학회와 한국전기자동차 국가 표준코디네이터가 후원하는 이번 포럼은 전기자동차의 무선전력전송기술 (Wireless Power Technology : WPT)에만 특화된 국제행사로 무선충전 전기자동차의 설계 · 응용기술 · 미래 연구방향을 토론하는 글로벌 토론장이다.
이번 포럼의 기조연설자로 나선 리차드 클레인(Richard Kleine) 회장은 전기자동차 산업이 성장하기 위한 장·단기 과제를 짚어보고 향후 연구방향을 제시할 예정이다.
전체회의에서는 나이키 시노하라(Naoki Shinohara)교토대 교수가 ‘무선전력전송기술의 역사와 실제 적용기술’을, 리차드 마틴 (Richard Martin) 파이크리서치 이사가 ‘전기자동차의 무선충전기술(Wireless charging technology) 개요와 2012년 시장전망’을 소개한다.
이어서 개최되는 3개 세션에서는 ▲무선전력 전기자동차 설계기술 ▲무선전력 전기자동차 응용기술 ▲무선전력 전기자동차 미래기술 등 9개 주제발표를 통해 무선충전 전기자동차 시대를 앞당길 방안에 심도 있는 의견을 나눌 예정이다.
주최 측은 포럼 참가자를 대상으로 무선전력전송기술을 활용해 KAIST가 개발한 전기자동차를 시연하고 무선전력 전송기술이 어떻게 실생활에 적용되는가를 알 수 있는 기회도 제공할 예정이다.
최근 자동차업계가 CO2 배출량과 석유의존도를 줄이기 위해 하이브리드, 플러그인 하이브리드, 순수 전기자동차, 배터리 교체방식, 온라인 전기자동차 등 다양한 기술을 제시하고 있는 가운데 KAIST 무선전력 전송기술(Wireless Power Technology : WPT)을 어떻게 평가할지에도 큰 관심이 쏠린다.
이번 행사를 주관한 서인수 KAIST 조천식 녹색교통대학원 교수는 “이번 포럼은 ‘저탄소 녹색성장’의 글로벌 이슈에 부합하여 그린자동차를 개발하고 있는 세계 각국 정부정책 관계자와 포럼 참석자에게 무선충전전력기술의 가치를 알릴 수 있는 소중한 기회가 될 것“이라고 말했다.
이번 전기자동차 국제포럼 상세정보는 홈페이지(http://gt.kaist.ac.kr/ifev2011)에서 확인할 수 있다.
[보충자료]
KAIST는 주행 중 도로면에서 전기를 차량에 공급하는 온라인전기자동차(OLEV, Open Leading Electric Vehicle)를 개발해 왔다. OLEV는 기존 배터리 전용 전기자동차 대비 배터리 의존도를 크게 낮췄으며, 차량하부에 장착된 고효율 집전장치를 통해 주행 중에도 비접촉식으로 충전하여 별도 충전시설이 필요 없는 무선충전 전기자동차다.
OLEV는 배터리 크기가 일반 전기자동차의 1/5 수준이며 총 운행길이의 20~30% 구간에만 급전인프라를 구축하여 경제성을, 비접촉식 충전으로 감전의 위험이 없는 안전성을, 차량진입 구간에만 전력을 공급하고 자기장 차폐기술을 적용하여 자기장에 의한 인체 유해성을 해결했다.
미국 타임매거진은 OLEV를 ‘On-Road Recharger’라며 2010년 세계 50대 발명품으로 선정했으며 CNN은 과천서울대공원에서 운행 중인 OLEV를 지난 8월에 집중보도했다.
2011.11.15 조회수 21397 -
KAIST 무선충전전기자동차, CNN 방영
우리 학교에서 개발한 무선충전전기자동차가 지난 8월 29일 미국 CNN방송의 "Eco Solutions"라는 프로그램에 방영됐다.
CNN은 올 7월 19일 서울대공원에서 상용서비스를 시작한 KAIST 무선충전전기자동차가 기존 디젤 "코끼리열차"에 비해 매연과 소음이 없는 친환경 전기자동차로 방문객들로부터 커다란 호응을 받고 있다고 소개했다.
CNN 링크 : http://edition.cnn.com/CNNI/Programs/eco.solutions/index.html
YouTube 링크 : http://www.youtube.com/watch?v=QLzmFFqPJfo
2011.09.04 조회수 13428 -
세계경제포럼, KAIST 창의적 아이디어에 주목
- 무선충전 전기자동차(OLEV) 및 바이오 화학 연구 소개돼 -
다보스 포럼을 주최하고 있는 ‘세계경제포럼(World Economic Forum)’에서는 최근 KAIST의 ’아이디어스랩 발표내용‘을 동영상으로 소개해 두 연구기술에 대한 관심을 끌고 있다.
지난해 9월 중국 텐진에서 개최된 ‘하계 다보스 포럼’의 ‘아이디어스랩(IdeasLab)’에 초청받은 KAIST는 주요 연구과제인 ‘전기자동차(Electric Vehicles)’와 ‘차세대 바이오물질(Next Generation of Biomaterials)’ 기술 개발을 발표한 바 있다.
전기자동차는 ‘지속가능성을 통한 성장 동력’이라는 주제로 서남표 총장이, 그리고 ‘차세대 바이오물질’은 이상엽 생명화학공학과 교수가 각각 발표했다.
동영상은 이들 발표자의 강연내용을 축약해서 보여주고 있으며, 인터넷 트래픽이 높은 공간을 통해 KAIST의 중점 연구가 소개된다는 점에서 한국 과학계의 위상을 알릴 수 있는 좋은 기회가 되고 있다.
서 총장은 인류의 지속가능성을 위해 이산화탄소 배출량을 급감시켜야 하며, 그 대안으로 전기차 시대의 도래에 대한 당위성을 언급했다. 아울러, 현재 전기차를 상용화하는데 최대 걸림돌이 되고 있는 배터리 문제의 심각성을 지적하면서, 주행 혹은 정차 중에도 무선으로 전력을 공급받아 운행되는 KAIST 무선충전전기자동차 연구 및 기술개발에 대한 현황을 소개했다.
이상엽 교수는 원유에 의존하고 있는 현재의 화학산업을 지속가능한 친환경 화학산업으로 바꾸는 바이오리파이너리의 연구기술의 중요성에 대해 보여줬다.
KAIST 이상엽 교수는 “세계의 정책을 직간접적으로 결정하는 VIP들의 모임인 세계경제포럼에서 지속가능한 바이오기반 화학공정을 인류의 녹색성장을 위한 핵심 산업으로 선정한 것은 중요한 의미가 있다”고 말했다.
세계경제포럼(WEF)은 지난 2009년부터 ‘아이디어스랩(IdeasLab)’이라는 특별 세션을 다보스 포럼(하계 포럼 포함)에 추가했으며, 이 세션을 통해 세계의 유수 대학, 연구기관, 벤처 기업, 비정부기구(NGO), 비영리단체를 초청해 인류발전에 기여할 수 있는 혁신적이고도 창의적인 아이디어를 나누고 논의해 왔다.
[동영상 링크]
http://www.weforum.org/ideaslab
① 무선충전 전기자동차(Open Leading Electric Vehicles)
http://www.weforum.org/content/electric-vehicles
② 차세대 바이오물질(Next Generation of Biomaterials)
http://www.weforum.org/content/next-generation-chemicals-and-materials
[참고 : 세계경제포럼(The World Economic Forum)]세계경제포럼은 스위스 제네바에 본사를 둔 비영리 독립적인 국제기구로서 1971년 독일 태생인 클라우스 마틴 슈왑(Klaus Martin Schwab, 현 회장) 제네바대학 경영학과 교수에 의해 창립되었다. 창설 초기에는 유럽 재계 최고 경영자들의 모임으로 출발하였으나, 1974년부터 세계 경제 및 국제 사회가 직면한 주요 사안까지 논의하는 장으로 확대되었다. 세계경제포럼은 매년 1월말 스위스 다보스 시에서 연례회의를 개최하고 있으며, 회의 참석자 수는 전 세계 각 국 정상과 기업체 대표를 포함해 약 2,500명에 이른다. 오늘날 ‘다보스 포럼’은 세계 각국 지도자와 재계 및 금융계 최고 경영자들이 모여 각종 정보를 교환하고, 국제 사회의 주요 문제 등을 논의하는 세계적인 회담 가운데 하나가 됐다. 이 밖에도, 세계경제포럼은 2007년부터 주최하기 시작한 ‘하계 다보스 포럼’을 비롯해 기타 주요 지역별 포럼(Regional Forums)을 매년 개최하고 있으며, 싱크 탱크(think tank)로서 광범위한 주제에 대한 연구서도 발간하고 있다.
세계 최대 규모의 국제회의인 ‘다보스 포럼’을 주관하고 있는 세계경제포럼(The World Economic Forum)에서는 지난 2007년부터 신흥 경제를 주도하고 있는 아시아 및 남미 지역 국가, 신규 성장 글로벌 기업, 차세대 글로벌 지도자, 기술혁신과 쇄신을 선도하는 도시나 국가 등이 주 회원으로 구성된 ‘뉴 챔피언스 연례회의(Annual Meeting of the new Champions)’를 개최해오고 있다. 매년 1월에 열리는 ‘다보스 포럼’과는 달리, ‘뉴 챔피언스 연례회의’는 9월에 열려 일명 ‘하계 다보스 포럼(Summer Davos)’이라고도 하며, 중국 다롄과 텐진에서 번갈아 가며 개최된다.
세계경제포럼에서 발표중인 서남표 총장
세계경제포럼에서 발표중인 이상엽 교수
2011.07.29 조회수 18344