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생기원-대경산전, 국내 최초 독자적 엠보싱 구조의 미세 아크 포집기 개발

- 미세 아크 신호 최대 80%까지 포집 → ESS 화재 예방 효과 기대 한국생산기술연구원(이하 생기원, 원장 이낙규)이 중소기업 대경산전과 공동 연구를 통해 ‘ESS(Energy Storage System) 미세 아크 감지 시스템’ 개발에 성공했다. 해당 시스템은 배터리에서 발생하는 미세 아크(Arc, 전자 불꽃)를 사전에 감지해 전원을 차단함으로써, 대형화재를 예방할 수 있다. 일반적으로 ESS는 수많은 배터리와 커넥터 등이 결합돼 만들어진다. 따라서 하나의 배터리에서 작은 불꽃인 미세 아크가 발생하면 다른 배터리로 옮겨붙으면서 대형화재로 이어지기 쉽다. ESS 대형화재를 예방하기 위해서 일차적으로 미세 아크 발생 자체를 줄이면서도, 이차적으로 발생한 미세 아크를 조기 발견해 화재로 이어지는 것을 예방하는 시스템 마련이 시급하다. ESS 앞에서 생기원 심지연 박사(왼쪽), 대경산전 김경호 연구소장ESS를 생산하는 대경산전은 미세 아크 발생 원인에 주목했다. 배터리를 연결하는 커넥터 체결부가 헐거워지면서 에너지 전달 효율이 감소하고, 결국 과부화로 인해 미세 아크가 발생하고 화재로 이어진다고 봤다. 이러한 문제를 개선하기 위해 배터리와 커넥터 사이에 완충부를 추가하기로 했다. 다만 배터리 커넥터의 소재는 ‘동’이었고, 완충부의 소재는 ‘알루미늄’으로 두 ‘이종소재 간의 접합’ 문제가 과제로 남았다. 배터리 커넥터(왼쪽)와 피라미드 엠보싱 구조의 뚜껑(오른쪽)의 내부모습이와 함께 미세 아크 신호의 포집률을 높이기 위한 독자적 아이디어도 도출했다. 배터리 트레이 상단 안쪽을 피라미드 엠보싱 형태로 제작해 미세 아크의 빛 반사를 통해 센서까지의 도달률을 높이자는 것. 이를 위해 소재는 자외선 반사율이 90% 이상인 알루미늄을 선택했다. 하지만 일반 프레스 성형으로는 피라미드 엠보싱의 뾰족한 부분이 찢기는 문제가 발생했다. 알루미늄 ‘난(難) 성형’이 제작의 걸림돌이 됐다. 생기원 탄소소재응용연구그룹 심지연 박사는 전자기력* 기반 고속접합·성형기술을 기반으로 대경산전이 안고 있던 두 가지의 문제를 완벽히 해결했다. * 전자기력: 충전된 고 전기에너지를 수백 마이크로초(μs) 이내에 방전하면 코일과 가공재 사이에 전자기현상이 발생되는 것엠보싱 구조의 장점을 설명하고 있는 생기원 심지연 박사전자기력을 이용해 소재와 소재가 200m/s 이상의 고속에서 충돌하면, 순간 소재가 유체처럼 변하면서 강하게 접합되는 원리를 이용해, 이종소재인 배터리 케넥터(동)-완충부(알루미늄)의 접합문제를 해결했다.마찬가지로 전자기력으로 알루미늄을 고속에서 성형하면, 국부가 가열됨으로써 성형성이 개선되는데, 이를 통해 뾰족한 피라미드 엠보싱 구조의 트레이 제작이 가능해졌다. 피라미드 엠보싱 구조는 어느 배터리에서 미세 아크가 발생하든 빛 반사를 통해 단 1개의 센서만으로도 미세 아크 신호를 80% 이상 포집할 수 있다. 다량의 센서를 달지 않아도 돼 센서 비용 절감 효과도 따라왔다. 생기원과의 협업 과정을 설명하고 있는 대경산전 김경호 연구소장대경산전은 생기원과의 협업을 통해 회사의 신성장동력인 ESS 시스템에 안정성을 더할 수 있었다. 아울러 기술 관련 특허 출원 3건, 고용 창출 3명의 성과도 냈다.이번에 개발된 제품은 상용화를 위한 실증테스트를 거쳐 올해 상반기에 출시될 예정이며, 향후 판매로 이어질 경우 올해 기업의 목표인 총 매출 300억 원 달성에 기여할 것으로 기대된다. 생기원 심지연 박사는 “ESS 미세 아크 감지시스템은 기업의 독자적 아이디어와 생기원의 기술력이 합쳐진 협업의 결과물”이라면서, “이 시스템이 향후 기업의 매출 신장에 도움이 되길 바란다”고 밝혔다. 대경산전 김경호 연구소장은 “중소기업에서 성형·접합에 새로운 인력이나 예산을 투입하기 어려운 게 현실”이라며, “생기원이 아이디어를 현실로 바꿔줬고, 기업이 채우기 어려운 공백을 채워 주었다”고 말했다. 한편 이번 연구는 생기원 ‘중소기업 지원 선도연구기관 협력기술개발사업**’을 통해 진행됐으며, 생기원 대표기술 ‘키-테크(Key-Tech)’***성과 중 하나이다.** 중소기업 지원 선도연구기관 협력기술개발사업: 생기원을 비롯한 출연(연)이 보유한 우수 연구 인프라(인력, 장비 등)를 활용해 중소기업 맞춤형 기술개발 지원으로 기술 경쟁력을 제고 및 지속 성장 촉진 기반을 마련하는 사업*** ‘키-테크(Key-Tech)’ 국가 R&D 혁신을 주도하고 소·부·장 독립을 뒷받침할 수 있는 생기원 대표기술로, 뿌리산업 등 전통 제조업의 공정개선부터 4차 산업혁명 기반의 차세대 생산시스템까지 다양한 분야의 143개 기술로 구성문의: 한국생산기술연구원 탄소소재응용연구그룹 심지연 박사 (063-920-1288 / 010-3615-8869 / shimjy@kitech.re.kr)

편집부 2021-01-20

빅데이터로 보는 세계유망시장 KOTRA, 고도화된 빅데이터로 품목별 유망시장 제시

- 스마트-CRM으로 데이터관리 인증도… “데이터 품질향상 나서”KOTRA(사장 권평오)가 빅데이터 플랫폼을 고도화해 2021년 유망시장을 제시했다. KOTRA는 한국 수출액에 기반한 기존 모델과 달리, 세계시장 수입 규모를 고려한 이번 고도화 모델로 잠재시장·기회시장의 신뢰도를 높였다. 또한, 그동안 우리 수출이 없던 품목도 400개 이상을 포함해 폭넓은 유망시장 정보를 제공한다.우리 정부의 13대 주력 수출품목에 대해, 공식환율과 비즈니스 용이성 등을 반영해 고도화한 빅데이터 모델로 KOTRA가 추천하는 2021년 유망시장은 다음과 같다. 2021년 유망시장 추천 결과와 국제무역 통계는 현재 KOTRA 빅데이터 플랫폼 포털(kotra.or.kr/bigdata)에서 제공 중이다. 이용자는 인공지능(AI) 수출보고서를 통해 시장 현황도 다각도로 확인할 수 있다.KOTRA가 빅데이터 플랫폼을 고도화해 2021년 품목별 유망시장을 제시했다. KOTRA는 데이터관리·품질 향상을 위한 스마트-CRM 시스템으로 데이터관리인증 2레벨도 획득했다. 류재원 KOTRA 무역기반본부장(가운데) 등 관계자들이 KOTRA 무역자료실에서 기념 촬영을 하고 있다.한편 KOTRA는 2020년 11월 27일, 데이터관리 및 품질향상을 위한 스마트-CRM 시스템으로 데이터관리인증(DQC-M) 2레벨을 획득했다. 데이터관리인증은 한국데이터산업진흥원이 공공·민간에서 구축한 정보시스템의 데이터 관리수준을 심사하는 제도다.KOTRA는 스마트-CRM을 통해 ▲ 국내·외 고객정보 ▲ 고객의 소리(VOC) ▲ 중소·중견기업 수출·마케팅·해외 진출 지원 서비스 등 다양한 데이터를 관리하고 있다.권평오 KOTRA 사장은 “KOTRA는 2019년부터 무역·투자 빅데이터 플랫폼 구축과 고도화를 추진하는 등 효율적 데이터관리에 나서고 있다”며, “데이터관리인증 수준을 통합화 단계인 3레벨로 높일 수 있도록 더욱 노력하겠다”고 밝혔다.

편집부 2021-01-17

해양플라스틱 쓰레기 줄이기에 역량 집중!

- 정부 합동으로 발표한 ‘생활폐기물 탈(脫) 플라스틱 대책’ 일환으로 추진정부는 지난 2020년 12월 24일 정세균 국무총리 주재로 열린 ‘제120차 국정현안조정점검 회의’에서 ‘생활폐기물 탈(脫) 플라스틱 대책’을 확정해 발표하였다.이 대책은 플라스틱으로 인한 환경문제를 해결하기 위해 생산 단계부터 플라스틱 사용을 줄이고 플라스틱 생활폐기물 재활용률을 높이는 한편, 바다로 유입되는 해양 플라스틱 저감 및 처리를 강화하는 내용을 담고 있다.이 대책의 일환으로, 해양수산부는 해양쓰레기 발생을 예방하고 수거와 처리를 확대하여 2030년까지 해양 플라스틱을 절반 이상 저감하기 위해 다음과 같은 정책들을 추진해 나갈 계획이다.먼저, 폐어구·부표의 자발적인 수거 활동을 독려하기 위해 어구·부표 보증금제도를 도입(’22)한다. 2022년까지 2천 8백만 개의 친환경 부표를 보급하는 것과 더불어 2023년부터는 친환경 부표 사용 의무화도 추진한다.또한, 도서 지역에서 발생하는 쓰레기를 수거·처리할 수 있는 정화운반선 7척을 건조하여 보급할 계획이며, 해안가 쓰레기 수거를 전담하는 바다환경지킴이도 확충한다.해양쓰레기 저감을 위한 정책적 기반을 강화하고, 국민의 주도적인 참여를 유도하는 것은 물론, 최근 활발해진 국제협력 과정에도 적극 대응할 계획이다. 이를 위해, 지난 12월 4일 시행된 ｢해양폐기물 및 해양오염퇴적물 관리법｣을 기반으로 2021년 상반기에 ‘해양폐기물 관리 기본계획’을 수립하고, 해양폐기물 관리위원회를 설치하여 운영할 계획이다. 또한, 국내 연안에서의 미세플라스틱 분포 현황을 주기적으로 조사하는 등 미세플라스틱에 대한 모니터링도 강화한다.2020년에 제주도를 대상으로 시범 실시했던 ‘국민과 함께하는 바다가꾸기 사업’도 2021년부터 전국으로 확대하여 시행하고, 해양환경에 관심이 많은 기업, 단체, 개인이 스스로 가꿀 해변을 정하고 관리하는 ‘반려 해변’과 바다 문화제 등 다양한 프로그램도 함께 추진하여 국민의 동참을 유도한다.아울러, 2021년(5월)과 2022년(9월)에 우리나라에서 개최될 예정인 ‘P4G* 정상회의’와 ‘국제 해양쓰레기 콘퍼런스’를 통해 해양환경 분야의 국제적인 주도권을 확보하고, 신남방 국가를 중심으로 공적개발원조(ODA) 협력도 더욱 확대할 계획이다.* 녹색성장 및 글로벌 목표 2030을 위한 연대(Partnering for Green Growth and the Global Goals 2030)이와 함께, 환경부 등 관계부처, 지자체, 수자원공사‧농어촌공사 등 유관기관과의 협의를 통해 하천으로 유입되는 쓰레기를 차단하기 위한 합동 수거 활동을 강화한다. 특히, 장마철 전에는 한 달간 집중 수거 기간을 운영하여 댐 상류와 하천 변의 쓰레기 수거를 강화하고, 주요 유입지점에는 차단막을 설치할 계획이다.송명달 해양수산부 해양환경정책관은 “해양 플라스틱 쓰레기를 획기적으로 줄여나가기 위해 2021년도 예산을 증액하고 ｢해양폐기물관리법｣을 제정하는 등 역량을 집중하고 있다”라며, “이번 대책을 발판 삼아 해양쓰레기를 줄이기 위해 관계기관 등과 적극 협업해 나가겠다”라고 밝혔다.

편집부 2021-01-17

LS전선, 완도-제주 간 해저케이블 국제입찰 수주

- 해저케이블의 생산부터 시공까지 프로젝트 일체 수행… 2023년 말 완공 예정LS전선 동해항 해저케이블 선적LS전선(대표 명노현)이 약 2,324억 원 규모의 한국전력공사의 ‘제주 3 연계 해저케이블 건설 사업’을 수주했다고 밝혔다. 국내에서는 2009년 LS전선이 수주한 제주 2 연계 사업 이후 가장 큰 해저케이블 사업이다.LS전선은 전남 완도와 제주도 간 약 90km를 송전급(HVDC) 해저케이블로 연결한다. LS전선이 해저케이블의 생산부터 시공까지 프로젝트 일체를 수행하며 2023년 말 완공 예정이다. 해저케이블을 2개 라인으로 포설, 이로써 제주도의 전력 수요 증가에 대응하여 전력을 안정적으로 공급하고 동시에 제주도의 재생에너지를 육지로 전송할 수 있다. HVDC(고압직류송전) 케이블은 교류(AC) 케이블과 달리 전자파가 발생하지 않아 환경 영향을 최소화할 수 있는 제품이다.국제경쟁 입찰로 진행된 이번 사업자 선정에는 LS전선이 단독 참여했으며, 총 4번의 유찰 후 기술평가 등을 거쳐 LS전선이 최종 선정됐다. 현재 송전급 해저케이블의 제조와 시공까지 일괄공급이 가능한 곳은 세계적으로 5개사에 불과하며 국내는 LS전선이 유일하다.명노현 LS전선 대표는 “이번 사업 참여 결정에는 사업성과뿐만 아니라 국가기간산업인 전력망을 구축한다는 책임감 측면도 고려됐다”며, “사명감을 갖고 사업을 성공적으로 수행하겠다”고 말했다.LS전선은 세계 각국이 신재생 에너지 정책을 강화함에 따라 2021년 강원도 동해시 사업장에 HVDC 전문 공장을 건설하는 등 투자를 확대할 계획이라며 지속적인 국내 투자 확대로 지역 경제 활성화와 고용 촉진에도 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다고 밝혔다.LS전선은 2020년 미국과 중동, 유럽 등에서 대형 프로젝트를 수주하고, 세계 1위 해저케이블 사업자인 오스테드와 장기공급계약을 체결했다. LS전선은 2009년 전량 수입에 의존하던 해저케이블 시장에 진출, 기술 자립을 이룬 지 10여 년 만에 글로벌 공급자로 자리매김했다.www.lscns.co.kr

편집부 2021-01-10

한국기계연구원, 국산 극저온 냉동기 시스템 실증 성공

취재부 2021-01-10

마린이노, 친환경 기술로 ‘대한민국 발명특허대전’서 국무총리상 수상

편집부 2021-01-10

현대로템, 수소 충전 인프라 신사업 가속화

- 열교환기 국산화 완료, 수소추출기 국산화율 80%까지 도달현대로템 당진 수소출하센터 조감도현대로템이 수소추출기 국산화에 박차를 가하며 수소 충전 인프라 사업 고도화에 속도를 올리고 있다.현대로템은 지난 12월 10일 열교환기 국산화를 완료, 이를 통해 수소추출기의 국산화율을 80%까지 끌어올렸다고 밝혔다. 또 2021년 3월까지 소모성 자재인 촉매제를 제외한 전 부품의 국산화를 완료한다고 덧붙였다.특히 현대로템은 외산화 비율이 높은 압력변동 흡착 용기(PSA, Pressure Swing Absorption)의 국산화도 이미 완료했다고 말했다. PSA는 수소추출기에서 생산된 수소의 불순물을 걸러내 고순도의 수소를 추출하는 데 중요한 역할을 하는 장치다. 현대로템은 PSA를 비롯한 송풍기와 컴프레셔 등 수소추출기 핵심부품을 국산으로 적용해 국내 35여 개의 협력업체와 협업하고 있으며, 이를 통해 1,500여 개의 국내 일자리를 창출하고 있다.현대로템은 천연가스에서 수소를 추출하는 장치인 수소추출기뿐 아니라 수소를 고압으로 압축하는 압축기, 차량에 수소를 주입하는 디스펜서 등 수소충전소 구축에 있어 수입의존도가 높은 핵심설비의 국산화도 함께 추진한다. 현대로템은 2021년까지 디스펜서와 압축기의 독자모델을 개발하고 국산화를 완료시켜 향후 수소충전소 구축에 필요한 설비들을 자체 기술력으로 생산해 나갈 계획이다.현대로템은 수소추출기와 압축기, 디스펜서 등의 국산화가 완료되면 외산 대비 15% 이상 비용을 절감할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 또 가격 경쟁력을 바탕으로 충전소의 안정적인 운영과 성능보증, 지속적인 유지보수가 가능해 수소충전소 시장에서 높은 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 내다보고 있다.정부는 2019년 1월 2040년까지 국내 수소전기차 누적 290만대, 수소충전소 1,200곳 구축 등을 골자로 하는 ‘수소경제 활성화 로드맵’을 발표하고 10월 수소충전소를 2022년까지 310기, 2025년까지 450기 구축 계획을 발표하는 등 수소산업 육성을 언급했다.현대로템은 5월 충청북도 충주와 강원도 삼척에서 수소추출기 3대를 수주하는 등 수소 충전 설비공급 사업을 본격화하고 있다. 또 6월에는 하이넷(수소에너지네트워크)이 추진하는 당진 수소출하센터를 수주하면서 수소출하센터 사업에도 진출하게 됐다. 아울러 7월에는 의왕 연구소부지에 연간 20대의 수소추출기를 생산할 수 있는 공장 구축을 시작해 안정적인 생산능력도 확보했다. 현대로템은 안정적인 생산능력과 기술 국산화를 통해 수소 사업 고도화를 추진한다는 전략이다.현대로템은 수소출하센터 수주와 의왕 수소추출기 공장 구축을 계기로 2021년 약 2,500억 원 규모의 지자체 및 민간에서 발주하는 수소추출기와 수소 충전 인프라 사업 입찰에 참여할 계획이다.현대로템은 국내 수소 충전 인프라 산업은 시장 형성 초기 단계로, 해외 부품이 대부분이라며 수소 충전설비 기술의 국산화로 저렴한 비용을 앞세워 설계·시공·유지보수까지 통합 솔루션을 제공하고 국산화를 통한 대기업과 중소기업 간 상생 구도를 함께 마련해 나갈 것이라고 밝혔다.한편 현대로템은 수소 충전 인프라 사업과 관련해 수소전기트램도 개발하고 있다. 현대로템은 8월 울산시와 국내 첫 수소전기트램 도입을 위한 양해각서(MOU)를 체결하고 수소전기트램과 수소충전소를 패키지화해 공급할 계획이다. 또 11월에는 한국철도기술연구원과 수소전기열차 기술개발 및 상용화를 위한 양해각서를 체결하는 등 기술 경쟁력 확보를 위해 노력하고 있다.

편집부 2020-12-30

광양시, ‘친환경 이차전지 재활용 기술개발 실증센터’ 구축

- 2021년도 국비 20억 원 확보, 차세대 먹거리 산업 육성광양시는 전 세계적으로 이차전지 재활용 시장수요가 급증할 것을 대비 그동안 지속적으로 산업부에 건의해 온 친환경 이차전지 재활용 기술개발 및 실증센터 구축예산 국비 20억 원을 확보했다고 밝혔다.이 사업은 2021년부터 2024년까지 4년간 총사업비 233억 원(국비 100, 지방비 113, 민자 20)의 규모로 명당3산단에 추진되며, 사업내용은 EV·ESS 폐배터리 팩·모듈 자동화 해체 분리 장비구축, 친환경 재활용 공정 표준·인증 및 재활용 소재 성능평가 기반 등을 구축하게 된다.전 세계적으로 사용 후 배터리 시장은 2025년 리튬이온배터리 재활용 시장 규모가 122억 달러(약 15조 원)에 이를 것으로 보고 있다. 그동안 리튬 이차전지 재활용은 표준화된 평가나 재활용 기준이 없어 재활용하려는 기업이나 연구소들은 현재 제각기 다른 방식으로 재활용을 하고 있는 실정이다.최근 포스코케미칼이 광양 양극재 공장 생산용량을 연간 3만 톤에서 3·4단계 준공 후에는 6만 톤까지 생산이 가능해질 것으로 예상되며, 이와 더불어 ‘친환경 재활용 기술개발 실증센터’를 통해 리튬 이차전지 양극재 생산의 선순환 생태계 구축에도 기여할 것으로 기대하고 있다.또한, 중·장기적으로 리튬 이차전지 재활용 관련 글로벌 학회 및 세미나 유치를 통해 광양시를 리튬 이차전지 양극재 기술개발, 실증, 친환경 재활용 기술의 중심지역으로 발돋움할 수 있을 것으로 기대된다. 특히, 나주의 EV, ESS 재사용센터와 연계 국내 최초 재사용-재활용을 일원화할 수 있는 체계가 완성될 것으로 예상된다.향후 리튬 이차전지의 시장성장성과 국내기업의 시장점유율을 고려할 경우 지역의 연관 산업의 성장을 통해 2030년까지 100개 기업 유치와 지역 내 약 1천 명의 고용 창출이 가능할 것으로 전망하고 있다.정현복 광양시장은 “앞으로 전기차 시장의 수요가 폭발적으로 증가하고 있고, 이차전지 재활용 기술은 기초단계로 ‘친환경 이차전지 재활용 기술개발 실증센터’ 구축을 통해 광양의 미래를 여는 차세대 먹거리 산업으로 육성해 나가겠다”라고 밝혔다.

편집부 2020-12-20