한국공학한림원(The National Academy of Engineering of Korea)은 학계, 산업계 및 국가기관 등에서 공학 및 기술발전에 현저한 공적을 세운 우수한 공학기술인을 발굴, 우대하고 공학·기술 개발과 지속적인 발전에 이바지할 목적으로 설립된 특별법인이다.
이번에 선정된 한국공학한림원 일반회원의 임기는 2022년 1월 1일부터 2024년 12월 31일까지 3년간이며 심사 후 연임이 가능하다. 회원 인증서는 3월 22일 개최할 예정인 정기총회에서 배부된다.
김윤희 교수는 화학생명공학 분야 12명 가운데 한 명으로 선출됐다. 김윤희 교수는 수십 년간 유기반도체 분야를 연구해 세계 최고 수준의 유기전자재료 개발 연구자로 자리매김했다. 개발된 세계 최고 수준의 소재들은 국내외 뛰어난 공동 연구진과의 협업으로 과학기술 발전에 기여했다. 개발한 기술은 산업체와 적극적인 교류로 산업적 응용을 추진했다.
김윤희 교수는 다년간의 연구 개발로 얻은 결과를 바탕으로 여러 국내 기업과의 국내외 공동 특허 취득 등 국가 산업 경쟁력을 높이고 있을 뿐만 아니라 지역사회 기업과의 물질 및 기술 이전을 통해 지역 산업체의 기술 경쟁력 향상을 이끌었다.
김윤희 교수의 연구 분야는 유연하고 가벼운 장점을 갖는 유기전자재료를 위한 유기 반도체 소재 개발이다. 김윤희 교수는 세계 최고 수준의 고효율·고색순도 특성을 갖는 청색 발광재료를 다수 개발했고, 차세대 고효율 태양전지용 고분자 및 단분자 재료 개발, 플렉시블 디스플레이·센서 등에 적용 가능한 세계 최고 이동도를 갖는 p 및 n형 유기반도체를 개발했다.
김윤희 교수는 2011년부터 경상대학교·삼성 디스플레이 인력양성 센터장과 BK21+, 4단계 BK21 사업의 미래인재 양성사업단장을 맡고 있다. 과학기술정보통신부 및 국가과학기술자문회의 소재·부품·장비 기술 자문위원, 경상남도 과학진흥위원 등으로 활동하고 있으며 한국고분자학회 전무이사, 부회장, 대한화학회 고분자화학분과 회장 및 여성분과 회장을 역임했다.
박종복 교수(상경대학장, 창업대학원장)는 기술경영정책 분야 13명 가운데 한 명으로 선출됐다. 박 교수는 ‘기술이전 및 사업화 분야’와 ‘기업가정신 및 창업 분야’에서 최고 수준의 연구역량을 인정받았다.
특히 2013년에 발표한 논문 ‘한국 기업에서의 기술사업화 특성에 관한 탐색적 연구’에서 한국형 기술혁신의 깔대기 이론인 ‘기술사업화 단계별 성공률’ 등의 핵심통계를 주요 업종별로 산출했다. 2020년에는 ‘창업기업에 대한 엔젤투자 활성화 방안’이라는 제목의 논문에서 침체한 벤처창업 생태계를 활성화시키기 위한 정책과제를 제안했다.
박 교수의 주요 연구분야는 대학 및 공공연구기관의 기술이전 및 사업화 분야, 중소기업 발 기술혁신 및 사업화 분야, 기업가정신 및 창업 분야 등 3가지다. 박종복 교수는 연구분야의 특성상 학술연구뿐만 아니라 정책연구 수행에도 매진해 왔다. 그 결과 ‘기술이전 및 사업화 촉진계획’과 ‘중소기업 창업지원계획’ 등 정부의 관련 정책 수립에 다수의 연구결과가 직간접적으로 반영됐다.
박종복 교수는 한국과학기술연구원(KIST)와 산업연구원(KIET)을 거쳐 2012년에 경상국립대학교 경영학과에 부임했으며, 2021년부터 상경대학장과 창업대학원장을 맡고 있다. 외부활동으로 국가과학기술심의회 산하 기계소재전문위원회·평가전문위원회·중소기업전문위원회 위원, 기획재정부의 공공기관경영평가단 위원, 한국연구재단 국책연구본부 전문위원, 한국창업학회 부회장 등을 역임했다.
#불에 타지 않는 고성능 리튬-황 전지 개발
리튬-황 전지는 정부의 ‘K-배터리 발전 전략’에 따른 차세대 이차전지 1등 기술력 확보를 위한 중요 전략 가운데 하나로, 2025년까지 상용화하는 것을 목표로 민관의 역량을 총집결하는 연구개발(R&D) 핵심 분야다.
자연계에 풍부하게 존재하는 유황을 전극으로 사용하는 황 전지는 저렴한 가격과 높은 이론 에너지밀도라는 장점 덕분에 앞으로 글로벌 이차전지 시장을 선점하기 위해서 반드시 조기 상용화할 필요가 있다. 그러나 리튬-황 전지는 황의 낮은 전기전도성, 충전·방전 시 황의 부피 팽창과 폴리설파이드의 용출이 문제가 되어 시장 확대에 어려움을 겪고 있다.
바인더는 전극을 이루는 활물질과 도전재를 집전체에 결합시켜 전극을 안정화하는 역할을 한다. 현재 리튬-황 전지의 바인더는 리튬-이온 전지에서 상용화되고 있는 폴리비닐 불소화합물(PVDF)을 주로 사용하고 있으나, 작동 메커니즘이 서로 다른 유황전지에는 적합하지 않다.
이에 연구팀은 바이오 고분자인 트래거캔스(Tragacanth)를 바인더로 개발하여 유황전극이 갖는 문제점을 해결했다. 정현영 교수팀이 개발한 바이오 바인더는 리튬-황 전지가 갖는 폴리설파이드 용출 및 충전·방전 시의 부피 팽창 문제를 극복하고 동시에 배터리가 가질 수 있는 화재 위험성을 차단함으로써 성능과 안전성이라는 두 마리 토끼를 한 번에 잡은 우수한 연구로 평가받고 있다.
연구팀은 3000종 이상의 트래거캔스 가운데 유황전극에 적합한 바이오소재를 양자계산을 통해 이론적으로 입증하고, 리튬-황 전지에 적용해1239mAh/g의 높은 용량을 구현했다.
이는 리튬-이온 전지와 상용화된 바인더를 적용한 리튬-황 전지보다 약 5배 향상된 값이며, 수명도 1000회 동안 안정적인 성능을 나타냈다. 특히 개발된 전극은 180도 구부려도 작동되며 불에서도 타지 않는 특성을 보여 극한의 상황에서 작동 가능한 획기적인 연구 결과로 평가받는다.
제1저자인 첸라얀 센틸(Chenrayan Senthil) 박사는 “황 전극에 적합한 새로운 바인더를 개발하여 리튬-황 전지의 문제점을 해결하려고 노력했으며 이번 연구가 리튬-황 전지의 상용화에 중요한 첫걸음이 됐으면 한다”고 이번 연구의 의미를 말했다.
교신저자인 정현영 교수는 “이차전지의 선도기술을 확보하기 위한 경쟁이 가속화하고 있는 시점에서 이번에 개발한 기술이 전기자동차, 드론 등의 고성능 첨단기기에 적용 가능한 차세대 리튬-황 전지 연구로 이어지는 이정표가 되기를 바란다”고 기대했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단의 기초연구실 지원사업과 교육부·한국연구재단의 지역대학우수과학자 지원사업 후속연구의 지원을 받아 수행했다. 최상위 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’(IF=14.919) 최신호에 ‘바이오 고분자 바인더를 이용한 불타지 않는 고성능 리튬-황 전지(Flame retardant high-power Li-S flexible batteries enabled by bio-macromolecular binder integrating conformal fractions)’라는 제목으로 게재됐다.
#항공우주와 방위산업. 양 날개 펼친다
경상국립대학교(GNU), 한국항공우주산업(KAI), 창원대학교, 국방기술품질원, 한국산업기술시험원(KTL), 한국세라믹기술원, 사천시, 진주시는 1월 11일 오전 10시 진주시 충무공동 한국세라믹기술원 대강당에서 ‘서부경남 항공우주 및 방위산업의 전략적 협력을 위한 업무협약’을 체결했다.
이날 협약식에는 각 기관의 대표로 안현호 KAI 사장, 권순기 경상국립대 총장, 이수현 창원대 연구산학부총장, 허건영 기품원 원장, 김세종 KTL 원장, 정연길 세기원 원장, 홍민희 사천시장 권한대행 부시장, 조규일 진주시장이 참석했다.
이번 협약은 서부경남 지역의 항공우주 및 방위산업을 육성하고 발전시키기 위한 유기적인 협의체가 필요하다는 인식에 따라 산업체, 지역대학, 공공기관, 지자체가 함께 마련했다.
참여 기관들은 항공우주 및 방위산업의 활성화를 위한 신규 사업 발굴에 적극 나서기로 했다. 특히 연구기관과 대학은 기관·대학 간에 긴밀하게 협력하여 항공우주 및 방위산업 선도 프로젝트를 추진하기로 했다.
지자체는 항공우주 및 방위산업의 혁신을 위한 정책을 발굴하고 연구기관·기업 간에 원활하게 소통하여 상호 협력하도록 지원하기로 했다. 기업은 항공우주 및 방위산업의 선도적 역할을 수행하며, 연구기관과 성실하게 협력해 나가게 된다.
참여 기관들은 기관장을 중심으로 ‘서부경남 항공우주 방위산업 협의체(가칭)’를 구성해 정기적으로 운영하도록 추진할 예정이다. 협의체는 각 기관장이 협의체의 위원이 되어 기관별 기술·정책 전문가를 선발한다. 선발된 인원으로 ‘실무위원회’를 구성해 신규사업 기획, 기존 사업 고도화, 정책지원 과제 도출, 세제·법률 개선안 발의 등의 활동을 수행하게 된다.
정동욱 부산/경남 기자 ilyo33@ilyo.co.kr