해피레포트 - [지방시대-성장엔진의 주역들](27)차세대 반도체-대전

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[지방시대-성장엔진의 주역들](27)차세대 반도체-대전

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차세대 전지는 꿈의 전지로 불리운다. 공해를 유발하지 않아 친환경적인데다 휴대용 전자 제품에서부터 IT 제품, 발전소 등에 다양하게 활용할 수 있기 때문이다. 연료 전지를 비롯해 리튬 이온·폴리머 전지가 대표적이다. 대전 지역에서는 한국에너지기술연구원(KIER)과 한국전자통신연구원(ETRI) 등이 각각 연료 전지와 리튬 이차 전지 분야에서 관련 연구 개발 분야를 선도해 나가고 있다. KIER는 지난 20여년 전부터 연료전지에 대한 연구를 수행, 국내 연료 전지 연구 개발의 메카로 자리매김했다. 현재 연료전지연구센터와 신연료전지연구센터, 에너지변환·저장연구센터 등이 주축이 돼 소형 이동형 전원용 연료 전지와 차세대 고성능 세라믹 연료 전지 개발에 주력하고 있다. ETRI는 지난 95년 리튬 2차 전지 연구 개발에 뛰어든 이후 리튬이온고분자전지(LIPB) 원천기술을 개발, 2개 업체에 기술 이전하는 성과를 거뒀다. 2001년부터는 리튬이온전지보다 음극 재료 성능이 10배 이상 높아 많은 에너지를 저장할 수 있는 리튬금속 고분자 2차 전지(LMPB)개발에 총력을 기울이고 있다. 현재 LMPB 기술과 관련해 22건의 국제특허와 25건의 국내 특허를 등록할 정도로 활발한 연구활동을 전개하고 있으며 이 기술을 향후 차세대 PC형태인 웨어러블(wearable) 컴퓨터에 적용한다는 계획이다. ◇한국에너지기술연구원, 국내 연료전지 개발의 메카=김창수 수소·연료전지연구부장(51)은 국내 연료 전지 연구개발 분야의 ‘대부’로 불린다. 지난 80년 당시 황무지로 대변되던 국내 연료 전지 연구계에서 최초로 연료 전지 개발에 뛰어들었다. 1988년에는 블랙 박스에 해당하는 인산형 연료 전지 본체 개발에 착수, 4년만인 1992년에 1㎾ 인산형 본체 개발에 성공했다. 당시 이같은 연구 성과는 미국과 일본, 이탈리아에 이은 4번째 성공으로 국내 연료전지 기반 기술 확보의 초석이 됐다. 이후 국내 연료전지 연구의 성공을 위해서 전체 시스템으로 운전되는 연료 전지가 필요하다는 판단하에 시스템 개발에 치중, 국내 연료 전지 연구 개발 수준을 한 단계 높였다. 김 부장은 이에 멈추지 않고 2005년까지 3kW급 가정용 및 IT용 연료전지의 상용화를 달성하고 2007년까지는 사업 영역을 확장해 UPS, 소형 이동 전원 및 자동차용 연료전지에 활용 가능한 50㎾급 분산 전원용 연료전지의 상용화를 추진할 계획이다. 이원용 연료전지연구센터장(45)은 고분자 전해질 연료 전지 분야에서 두각을 나타내고 있다. 2000년에는 이차전지 하이브리드 자동차 시제품을 개발한데 이어 2001년에는 도시가스를 이용한 주택용 5㎾급 연료 전지 시스템 개발에 성공했다. 올해는 국제 수소학회 연료 전지분과 좌장을 맡아 한국의 연료 전지 발전상을 알리는데 앞장서고 있다. 정두환 신연료전지연구센터장(47)은 지난 91년 메탄올을 직접 발전용 연료로 사용, 무선 가정용 청소기를 세계 최초로 개발하는데 일익을 담당한 주역이다. 특히 지난 2000년부터는 마이크로 연료 전지로 불리는 소형 연료 전지개발에 주력, 국내 유수의 전자 회사 등과 공동으로 휴대폰용 전원 시제품 개발에 성공했다. 지난해에는 이같은 연구 업적을 인정받아 장영실상을 수상했으며 올해는 차세대 전지 분야의 기획 위원으로 활발한 활동을 전개하고 있다. 윤왕래 박사(49·전환공정연구센터)는 연료 전지 스택 운전에 필수적인 수소 연료 제조 및 공급 시스템 기술인 콤팩트 리포머(연료개질)기술 개발에 매진하고 있다. 또 천연 가스 수증기 개질에 의한 수소 스테이션 설계 기술 개발도 병행해 추진하고 있다. 이 기술은 연료 전지 자동차나 수소 내연 기관 자동차를 위한 인프라 기술로 지난해 과기부로부터 21세기 프론티어 연구사업으로 선정돼 연구력을 집중하고 있다. 김종휘 에너지저장연구센터장(48)은 고출력 초고용량 캐패시터(capacitor)용 탄소계,고분자계 및 금속산화물계 소재가 복합된 전극 및 전해질 원천 기술 개발에 주력하고 있다. 주요 연구 성과물로는 2차 전지와 수퍼 캐패시터의 특성이 복합된 차세대형 신기술 전기화학 캐패시터, 전해 콘덴서와 수퍼 캐패시터의 복합 특성을 가진 하이브리드 커패시터 등을 들 수 있다. 특히 하이브리드 캐패시터는 기존 알루미늄 전해 콘덴서보다 체적과 중량 대비 용량이 5배 이상 향상되고 최대 사용 주파수 영역이 수백㎑까지 확대돼 관련 업계의 비상한 관심을 모았다. 김 센터장은 향후 일본이 세계 시장의 60% 이상을 점유하고 있는 초고용량 캐패시터용 전극 및 전해질 소재 시장을 한국산 신소재로 대체, 부가가치 산업으로 발전시켜 나갈 계획이다. 송락현 박사(44·신연료전지연구센터)는 지난 2002년 세계 최초로 연료극 지지체식 원통형 고체 산화물 연료전지를 개발, 미국 특허를 획득한 주역이다. 이 전지는 저온에서도 작동이 가능할 뿐만 아니라 고강도·고성능을 지닌 연료전지로 일본 교세라 등 세계 선진국에서도 개발에 적극 나서고 있다. 송 박사는 지난 6년간 일본 산업기술총합연구소와 고체산화물 공동 연구를 수행한데 이어 최근에는 영국 임페리얼 대학과 고체산화물연료전지(SOFC) 나노 전해질 분야를 연구하는 등 국제 연구 활동도 활발히 펼치고 있다. ◇한국전자통신연구원, 떠 오르는 리튬 전지 연구 산실= 류광선 이오닉스 소자팀장(41)은 지난 1996년부터 리튬 이온 고분자전지(LIPB) 개발에 직접적으로 참여했으며 2001년부터는 차세대 전지인 리튬 금속 고분자전지(LMPB) 연구 과제를 수행, 원천 기술 확보에 매진하고 있다. 또 최근에는 고분자 전극을 이용한 폴리머 전지 및 프로톤 전지 등 새로운 전지 개발과 수퍼 캐패시터 분야에도 관심을 갖고 연구를 진행중에 있다. 같은 연구실에 근무하고 있는 장순호 박사(46)는 지난 85년 프랑스 보르도 1 대학에 위치한 CNRS 고체화학연구소 이온전도 연구팀에서 리튬 2차 전지 관련 연구를 시작한 이래 ETRI에 입소, 현재까지 20여년간 2차 전지 관련 연구에 매진해 왔다. 97년 리튬이온전지 제조기술 및 고분자 전해질 기술을 개발, 당시 새한미디어에 기술 이전한데 이어 2001년에는 리튬고분자 2차 전지 기술을 리튬 스페이스에 이전하는 등 연구개발 성과를 산업화하는데 앞장서고 있다. 특히 리튬 고분자 2차 전지 개발 과정에서 획득한 특허는 올 1분기 특허청으로부터 우수성을 인정받아 특허기술상(지석영상)을 수상하기도 했다. 김광만 박사(43)는 리튬 이온 2차전지와 리튬 폴리머 2차 개발에 역량을 집중하고 있다. 국내외 총 18건의 특허를 보유하고 있는 김 박사는 국제 학술지에 28건의 논문을 발표하는 등 왕성한 지재권 활동과 국제 활동을 보이고 있다. ◇한국과학기술원, 국제적 홍보 대사 자임=박정기 한국과학기술원 교수(54·생명화학공학과)는 리튬 이차 전지 관련 전해질 시스템과 폴리머 전해질 시스템 개발 분야에서 세계적인 명성을 쌓아가고 있다. 이 분야 해외 논문 실적만 68편에 달하며 특허 등록 32건, 특허출원 9건 등 국제적으로도 경이로운 수준의 특허 실적을 나타내고 있다. 박 교수는 이같은 뛰어난 연구 개발 경험과 국제적인 인지도를 바탕으로 지난해 6월 세계 최초로 ‘국제폴리머 전지 및 연료 전지 학술 대회’를 창설, 한국에서 1차 대회를 개최하고 의장직을 수행하는 등 국제적 홍보 대사로도 활발히 활동했다. 박 교수는 향후 차세대 리튬 2차 전지용 고체 전해질 시스템과 기능성 전해질 시스템 개발에 나설 계획이다. ◇국내 산업계를 리드하는 기업=LG칼텍스정유의 자회사인 세티를 이끌고 있는 황정태 사장(39)은 지난 2000년 국내에서 유일한 연료 전지 전문 기업을 설립, 5년째 사령탑을 맡고 있다. 지난 4월 도시가스를 연료로 하는 1㎾급 가정용 고분자 전해질 연료전지 시스템을 개발, 국내 관련 기술을 세계 최고 수준으로 끌어 올렸다. 이에 앞서 2001년에 100W급 직접 메탄올 연료 전지를 개발했으며 2002년부터 현재까지 3㎾급 가정용 고분자 전해질 연료전지 열병합 발전 시스템 개발에 역량을 모으고 있다. 정근창 한국 파워셀 사장(38)은 지난 2002년 고성능 이차전지인 코인형 리튬이온 전지 기술을 개발, 세계 동종 업계에서 주목받는 차세대 산업 주자로 떠 올랐다. 이 제품은 컴퓨터 및 GPS 등의 기능이 탑재된 첨단 전자 시계와 같은 소형의 고기능 전자 제품에 가장 적한한 전지로 세계 최고 수준이며 일본 유사 제품 대비 1.5배 이상의 성능을 자랑한다. 전체 매출액의 50%를 수출로 거둬들이고 있는 정 사장은 올 연말까지 40억여원의 매출을 내다 볼 정도로 회사 규모를 늘려 나가고 있다. 대전=신선미기자@전자신문, smshin@

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