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일론 머스크의 바이오 스타트업 뉴럴링크, 뇌 임플란트 첫 오작동
- 일론 머스크(Elon Musk)의 스타트업인 뉴럴링크(Neuralink)가 최근 인간에게 임플란트(이식)한 바이오 칩 일부가 오작동, 뇌에서 캡처할 수 있는 데이터의 양이 줄어들었다는 사실을 밝혔다고 CNBC 등 외신이 보도했다. 뉴럴링크는 신체 마비 환자가 자신의 생각만으로 외부 장치, 즉 컴퓨터 커서를 제어할 수 있는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)를 구축했다. 뉴럴링크의 웹사이트에 따르면 링크(Link)라고 불리는 이 회사의 시스템은 인간의 머리카락보다 가는 64개의 ‘실’에 1024개의 전극을 사용하여 신경 신호를 기록한다. 임플란트는 두개골에서 잘라낸 비슷한 크기의 구멍에 심어진 4분의 1 크기의 작은 퍽(puck) 같은 용기 안에 프로세싱 칩, 배터리, 통신 기능 등을 삽입한다. 퍽은 64개의 실을 가지고 있는데, 각각은 16개의 전극을 갖는다. 마지막 몇 mm의 실을 뇌의 운동 피질에 삽입하는데, 여기서 전극은 사람의 의도를 추론하기 위해 해독될 수 있는 신경 신호를 읽고 중계한다. 지난 1월, 뉴럴링크는 안전성을 테스트하기 위한 연구의 일환으로 29세 환자 놀랜드 아르보(Noland Arbaugh)에게 이 장치를 이식했다. 회사는 아르보가 3월에 BCI를 사용하는 동안 라이브 비디오를 스트리밍했으며, 뉴럴링크는 4월 블로그 게시물에서 “수술이 매우 잘 진행됐다"고 밝힌 바 있다. 그러나 뉴럴링크는 최근 블로그 게시물에서 ”이후 몇 주 동안 아르보의 뇌에서 수많은 실이 오작동해 명령을 수행하지 못했다“고 적었다. 이는 유효 전극 수가 크게 줄어들어 링크가 커서를 움직이는 속도와 정확성 측정 능력이 떨어졌음을 의미한다. 뉴럴링크는 뇌 조직에서 얼마나 많은 양의 실이 용도 폐기되었는지 공개하지 않았다. 다만 임플란트의 성능이 저하되었음에도 불구하고 뉴럴링크는 아르보가 체스를 두는 모습을 실시간으로 시연할 수 있었으며, 이는 BCI 기술의 도약을 의미하는 것으로 해석됐다. 회사 측은 환자를 대상으로 한 첫 번째 테스트였기 때문에 어려움은 예상됐던 일이었다고 밝히고, 이 문제는 해결될 것이며 향후 임플란트가 더 많은 데이터를 가져오고 환자에게 더 큰 기능과 혜택을 제공할 수 있을 것이라고 자신했다. 블로그 게시물에서는 또 오작동에 대한 해결 방법으로, 회사가 녹음 알고리즘을 수정하고 사용자 인터페이스를 향상했으며 신호를 커서 움직임으로 변환하는 기술을 개선하는 데 주력했다고 소개했다. 뉴럴링크는 한때 임플란트한 시스템의 제거까지도 고려한 것으로 알려졌으나, 월스트리트저널에 따르면 발생한 문제가 아르보의 안전에 직접적인 위험을 초래하지 않았기 때문에 실행되지는 않았다. 뉴럴링크도 이 부분을 블로그 게시물에 언급했다. 뉴럴링크는 아르보가 뇌 조직에서 일부 실이 제거됐지만 주중에는 하루 약 8시간 동안 회사의 BCI 시스템을 사용하고 있으며 주말에는 하루 최대 10시간까지 사용하고 있다고 말했다. 아르보도 블로그에서 링크가 "명품 과부하"와 같으며, 링크가 "세계와 다시 연결하는 데 도움이 되었다”고 말했다. 한편 BCI 시스템을 구축하는 경쟁사는 뉴럴링크 외에도 여럿 존재하는 것으로 알려졌다. 이 기술은 사실 수십 년 전부터 학문적으로 탐구되어 왔다. 뉴럴링크의 경우 미국 식품의약국(FDA)의 기술 상용화 승인을 받기 전에 안전성과 효능 테스트를 거쳐야 한다. 회사는 FDA에 발생한 오작동 문제를 해결하고, 두 명의 환자에 대한 추가 이식을 희망했다고 부연했다. 올해 말까지 10명에게 시스템을 이식한다는 계획이다.
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- IT/바이오
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일론 머스크의 바이오 스타트업 뉴럴링크, 뇌 임플란트 첫 오작동
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[퓨처 Eyes(35)] 첨단 '고밀도 물 없는 수력' 에너지 플랜트 시연
- 기존 수력 발전의 한계를 극복하는 저지대 언덕을 활용한 고밀도(HD) '무수력(無水力·물 없는 수력) 발전' 시스템이라는 혁신적인 에너지 저장 기술이 개발됐다. 영국 스타트업 리에너자이즈(RheEnergise)가 개발한 무수력 발전 시스템은 물 대신 2.5배 더 높은 밀도의 액체를 사용해 기존 수력 발전소의 40% 용량으로 동일한 전력 저장 성능을 달성했다고 리차지뉴스와 뉴아틀라스 등 다수 외신이 최근 보도했다. 리에너자이즈의 고밀도 무수력(HD Hydro) 기술은 물 대신 특수한 미네랄 분말과 혼합된 액체를 사용해 에너지 저장 효율이 높다. 이 무거운 유체를 사용하면 40%의 부피, 훨씬 작은 탱크 또는 상부 탱크와 하부 탱크 사이의 40%의 높이 차이를 사용해 기존의 양수 발전과 동일한 에너지 저장 성능을 얻을 수 있다. 에너지 수요가 낮을 때 HD Hydro 시스템은 올림픽 규격 수영장보다 큰 지하 저장 탱크로 오르막의 물보다 2.5배 더 밀도가 높은 특허 받은 유체를 펌핑한다. 프로젝트는 5MW에서 100MW까지 다양하며 100m 이하의 수직 높이에서 작업할 수 있다. 또한 이 에너지 저장 시스템은 풍력 및 태양열 시설에서 잉여 전력을 활용하는 데도 사용 가능하다. 기존의 수력 발전 시스템은 세계 최고의 친환경 전기 생산 수단으로, 생산량의 4300TWh, 즉 전체 전기의 15%를 차지한다. 수력 발전으로얻은 전기를 수력 전기라고 하며 일단 건설되면 더 이상 직접적인 폐기물은 발생하지 않으며, 이산화탄소 배출량도 적다. 최근 몇 년 동안 수력 발전이 확장되었음에도 불구하고 지형적인 제약 등으로 더 이상 확장할 여지가 많지 않다. 전통적인 수력 발전은 효율적인 전력 생산을 위해 가파르고 산이 많은 지형 등 충분히 높은 수위를 가진 큰 수역이 필요하다. 기존 수력발전은 지형적 제약을 받지만, 이 기술은 언덕이 훨씬 낮은 지역에도 에너지 저장 시설을 설치할 수 있어, 기존 방식으로는 사용할 수 없었던 전 세계 다양한 지역에 깨끗한 형태의 에너지를 제공할 수 있다. 현재 영국 정부는 이 혁신적인 물 없는 수력 발전소의 파일럿 플랜트 설립을 승인했다. 영국은 무수력 시범 발전소 건설을 통해 기술 검증 및 상업화 기반을 마련하고자 한다. 리에너자이즈의 HD Hydro 500kW 실증기는 영국 데번주의 플리머스 외곽 콘우드(Cornwood)에 있는 광산 회사 시벨코(Sibelco)에 오는 9월 건설을 시작할 예정이다. 영국 정부의 장기 에너지 저장 시범 프로그램 지원으로 무수력 시범 발전소가 건설되며, 성공 시 상업용 대규모 발전소 건설로 이어질 전망이다. 리에너자이즈에 따르면 영국에만 6500개의 무수력 발전소의 잠재적 부지가 있다고 한다. 이 회사는 또 유럽, 아프리카, 북미 및 호주 전역에서 10만개 이상의 잠재적인 부지가 있다고 덧붙였다. 이는 태양열이나 풍력 에너지 저장에도 활용될 수 있으며 리튬 이온 배터리 대비 저렴한 비용과 장기간 저장이 가능하다는 장점이 있다. HD Hydro 시스템은 기존 수력 발전 시설을 건설하는 데 평균 5년에서 10년이 걸리는 데 비해 단 몇 년 만에 건설할 수 있다고 한다. 리에너자이즈는 또한 계곡의 범람이 필요한 기존의 양수 저장 수력 발전 시설보다 설치 면적이 현저히 작기 때문에 몇 년이 아닌 몇 달 만에 계획 승인을 받을 수 있다고 밝혔다. 전 세계가 탈탄소화 경쟁에서 재생 에너지 그리드로 전환하고 있는 상황에서 이 프로젝트는 매우 중요한 소식이다. 무수력 파일럿 플랜트 시설은 시벨코의 콘우드 공장에서 도자기, 타일, 산업용 애플리케이션뿐만 아니라 위생 도기 용 카올린을 생산하는 공장에 설치되고 있다. 이 파일럿 플랜트는 영국 정부의 장기 에너지 저장(LoDES) 실증 프로그램(화장실 제조업체에 적합한 자금 출처)의 지원을 받고 있으며, 데본 카운티 의회의 지원을 받고 있다. 스테판 크로셔(Stephen Crosher) 최고경영자(CEO)는 "이 플랜트 시연은 장기 에너지 저장 부문의 '선구적인 프로젝트'이며 리에너자이즈는 영국과 해외에서 상업 규모의 프로젝트를 구축할 수 있는 강력한 위치에 놓이게 될 것"이라고 말했다. 그는 "호주와 칠레에 이르기까지 전 세계적으로 우리 기술에 관심을 가지고 있다. 우리는 2년 이내에 첫 번째 10MW 그리드 규모 프로젝트를 가동하고 싶다"고 포부를 밝혔다.
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[퓨처 Eyes(35)] 첨단 '고밀도 물 없는 수력' 에너지 플랜트 시연
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중국 EV스타트업 니오, 이달 중 3만달러 미만 신모델 두 가지 공개
- 중국 전기자동차(EV) 스타트업 니오(NIO, 蔚来汽車)는 이달중에 양산 EV 브랜드의 신모델을 공개할 것이라고 밝혔다. 로이터통신은 7일(현지시간) 니오의 고위관계자를 인용해 이같이 밝혔다. 이 관계자는 또한 내년에는 유럽에 3만달러 미만으로 판매될 소형EV를 발매할 것이라고 전했다. 니오는 윌리엄 리(李斌) 최고경영자(CEO)가 미국 EV대기업 테슬라의 스포츠유틸리티차량(SUV) 모델Y에 대항할 수 있는 신형EV의 투입을 위해 하위브랜드 명칭을 온보(Onvo, 楽道)로 명명했다고 밝혔다. 프랑스 자회사의 제너럴 매니저 니콜라 반슬로는 파리에서 열린 프랑스-중국 비지니스포럼에서 고급차에서는 없는 100% 전동이며 유럽시장의 니즈에 맞는 두 가지 신브랜드의 출시를 위해 대응하고 있다고 말했다. 그는 또다른 한가지 브랜드인 온보는 알프스라는 코드네임으로 불리워지고 있으며 구체적인 내용을 이달말까지 발표할 예정이라고 덧붙였다, 다른 한 브랜드는 ‘파이어 플라이(반딧불)’의 코드네임으로 불리며 도시 시가지 전용의 소형EV가 개발중이며 가격은 3만달러 미만이 될 것으로 보인다. 온보의 첫번째 모델은 연내에 전세계에 판매될 예정이며 파이어 플라이 브랜드 차량은 2025년에 출시될 계획이다. 두 브랜드 모두 니오가 중국에서 개척한 고속배터리 교환소와 연동되도록 설계됐으며 빈 배터리를 충전하는데에는 몇분밖에 걸리지 않는 것으로 알려졌다.
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중국 EV스타트업 니오, 이달 중 3만달러 미만 신모델 두 가지 공개
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EU, 비야디 등 중국 EV 3사 보조금조사 정보제공 불충분 경고
- 유럽연합(EU) 집행위원회는 중국 전기자동차(EV)업체들에 대한 보조금조사과정에서 불충분한 정보를 제공했다고 경고했다. 로이터통신은 3일(현지시간) 정통한 소식통을 인용해 EU 집행위는 비야디(BYD), 상하이자동차(SAIC), 지리자동차 3사가 제공한 정보가 불충분하다고 결정할 경우 다른 정보와 데이터를 사용해 관세를 부과할 가능성이 있다고 보도했다. EU의 이같은 경고는 통상관련 사안에서 빈번하게 일어나고 있으며 관련 기업들은 경고에 대해 설명할 권리를 갖고 있다. 비야디와 지리자동차는 이와 관련한 질의에 답하지 않았다. 상하이자동차는 대화앱 위챗(微信)에 "세계무역기구(WTO)와 EU의 규정에 따라 EU집행위에 전적으로 협력해 반보조금조사에 관련한 필요한 정보를 모두 제공했다"고 전제한 뒤 "배터리설계 등 상업적으로 기밀성이 높은 정보는 이 정보제공 카테고리에 포함되지 않아야 한다"고 주장했다. 하지만 EU 집행위가 배터리 설계 등에 관한 정보를 요구했는지 여부에 대한 질문에는 언급을 회피했다. 주EU중국상공회의소(CCCEU)는 EU집행위의 지적에는 근거가 없으며 중국 기업들은 수차례 앙케이트조사에 참가해 현지 조사를 지원해왔다고 반발했다. 구체적인 서류제출의 빡빡한 기한, 증거제출능력을 넘어선 요구, 사업상 기밀인 공급망정보의 요구 등 EU의 요구 일부는 과도하다는 견해를 나타냈다. 중국 EV에 대한 조사는 지난해 10월4일에 정식으로 개시됐으며 최장 13개월이 소요될 가능성이 있다. EU집행위는 조사개시이후 9개월후에 잠정적인 반보조금 관세를 부과할 수 있다.
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EU, 비야디 등 중국 EV 3사 보조금조사 정보제공 불충분 경고
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미국 최초의 나트륨 이온 배터리 공장, 미시간주 홀랜드에 건설
- 미국 최초의 나트륨 이온 배터리 공장이 미시간주 홀랜드에 건설됐다고 클린테크니카가 최근 보도했다. 리튬 이온 배터리는 2000년대 초반부터 재생 에너지 전환의 주력원이 되어왔지만 현재 에너지 저장 시징은 나트륨 이온 배터리를 주목하고 있다. 연구원들은 공급망 문제를 야기할 수 있는 기존 리튬 이온 배터리와 달리 높은 성능을 제공하는 새로운 나트륨 이온 배터리를 연구해왔다. 미국 스타트업 나트론 에너지(Natron Energy)는 지난 4월 29일 미시간 주 홀랜드에 위치한 공장 가동을 시작하면서 미국 최초의 상업용 규모 나트륨 이온 배터리 생산을 시작했다. 이 새로운 공장은 리튬 이온 배터리 공장을 개조했다. Natron은 이 공장을 통해 연간 600메가와트 규모의 나트륨 이온 배터리를 생산할 예정이다. 600메가와트는 1시간 동안 테슬라 모델 3과 같은 전기차를 약 1만800대를 충전할 수 있는 규모다. 이는 각 차량의 배터리 용량이 50kw이고 충전 효율이 90% 일 때의 계산 결과다. 다만, 이 공장은 초기에 급격히 증가하는 데이터 센터의 에너지 저장 요구를 충족시킬 예정이다. 나트론은 특히 인공지능 기술의 폭발적인 성장이 미국 데이터 센터에서 24시간 전력 공급 및 에너지 저장에 대한 더 큰 수요를 유발할 것으로 예상한다. 나트론은 홀랜드 공장이 향후 기가와트 규모 공장의 모델이 될 것으로 예상하며, 오프로드 산업용 차량, EV 고속 충전소 및 통신 분야 등 추가 시장을 목표로 하고 있다. 미 정부, 나트륨 이온 배터리 개발 지원 미국 에너지부(DOE)가 나트론의 새로운 나트륨 이온 배터리 공장 건설에 기여했다. 2020년 9월, 나트은 고위험 고수익 프로젝트 지원을 위한 에너지부 ARPA-E 사무소로부터 1990만 달러(약 274억원)의 지원금을 받았다. 이 지원금은 새로운 공장 건설을 목표로 하며, 6개월 동안 지속적인 생산 및 판매를 통해 공급망 및 제품의 완전한 위험 제거를 목표로 한다. ARPA-E는 회사의 8킬로와트 50볼트 배터리 트레이가 주로 데이터 센터의 최대 부하량 관리 및 비상 백업 전력 공급을 위해 설계되었지만, EV 고속 충전소 및 그리드 규모 저장과 같은 신흥 시장도 타겟으로 하고 있다고 말했다. ARPA-E는 또한 "나트론의 트레이는 기존 제품에 비해 데이터 센터 운영자에게 최대 2배 높은 출력 밀도와 10배 긴 수명주기를 제공하며 우수한 안전 성능을 보유하고 있다"고 덧붙였다. 은백색 금속 원소인 나트륨(라틴어 natrium에서 유래된 화학 기호 Na)의 지속 가능성 요인은 나트륨 이온 배터리에 대한 관심을 끌고 있다. 하지만 미래의 배터리로 주목받아온 나트륨 이온 배터리는 최근 몇 년 전까지도 쉽게 구현되지 못했다. 나트륨은 리튬보다 훨씬 풍부하지만 무게도 훨씬 무겁다. 전기차용 에너지 저장 측면에서 리튬은 주행 거리 면에서 나트륨보다 유리하다. 반면 나트륨과 리튬 간의 화학적 친밀감은 배터리 연구에 도움이 된다. '피직스 매거진(Physics Magazine)'은 지난 주 "나트륨은 주기율표에서 리튬 바로 아래에 위치하여 화학적 특성이 매우 유사하다"고 설명했다. 나트륨 이온 배터리의 과제 나트륨 이온 배터리는 아직 초기 개발 단계이지만, 리튬 이온 배터리의 단점을 보완할 수 있는 차세대 배터리 기술로 주목받고 있다. 특히 대규모 에너지 저장 시스템(ESS), 저가형 전기 자동차, 항공 우주 분야 등에 활용될 가능성이 높다. 리튬 이온 배터리는 충전과 방전 과정에서 리튬 이온이 양극과 음극 사이를 이동하지만 나트륨 이온 배터리는 나트륨 이온이 음극과 양극 사이를 이동하는 것이 차이점이다. 나트륨 이온 배터리를 리튬보다 풍부하고 저렴하다. 또한 우수한 저온 성능(영하 20°C에서도 90% 이상의 용량 유지)을 제공하고 안전성이 높다. 반면 리튬 이온 배터리는 에너지 밀도가 높아 휴대폰, 노트북 등 소형 전자 기기에 적합하다. 단, 고온에서 성능 저하 및 안전 문제가 발생할 수 있다. 나트륨 이온 배터리는 에너지 말도가 낮으며 아직 초기 개발 단계라서 상용화에 시간이 걸릴 수 있다. 게다가 나트륨 이온을 전달하는데 적합한 전해질과 음극 재료 개발이 필요하다. 향후 지속적인 연구개발을 통해 나트륨 이온 배터리의 에너지 밀도를 높이고 상용화에 필요한 기술을 개발한다면 리튬 이온 배터리의 강력한 경쟁자가 될 것으로 예상된다.
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미국 최초의 나트륨 이온 배터리 공장, 미시간주 홀랜드에 건설
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[신소재 신기술(39)] 식염수로 폐전자제품서 희토류 광물 회수
- 미국 에너지부 산하 태평양 북서부 국립연구소(Pacific Northwest National Laboratory) 연구원들은 폐전자제품에서 망간, 마그네슘, 디스프로슘, 네오디뮴 등 주요 희토류를 선택적으로 회수하는 방법을 개발했다고 마이닝닷컴이 전했다. 연구팀은 간단한 혼합염 수용액과 금속 특성에 대한 지식을 활용하여 연속 흐름 반응로(챔버)에서 이러한 미네랄을 분리할 수 있었다. 두 개의 보완 연구 기사에 자세히 설명되어 있고 시애틀에서 열린 2024 재료 연구 학회(MRS) 춘계 회의에서 발표된 이 방법은 두 개의 서로 다른 액체가 지속적으로 함께 흐르는 화학 반응 챔버에 배치되었을 때 서로 다른 금속의 거동을 기반으로 합니다. 연구팀은 금속이 시간이 지남에 따라 서로 다른 속도로 고체를 형성하는 경향을 이용하여 금속을 분리하고 정제했습니다. 이 방법은 2024년 시애틀에서 열린 재료 연구 학회(MRS) 봄 회의 발표와 함께 두 편의 연구 논문에 상세히 설명되어 있으며, 두 개의 서로 다른 액체가 지속적으로 함께 연속 흐름 반응로(챔버)에서 다른 금속들의 행동을 기반으로 한다. 연구팀은 금속들이 서로 다른 속도로 고체를 형성하는 경향을 이용하여 광물을 분리 및 정제했다. 이 그룹은 2024년 2월에 처음으로 두 가지 필수 희토류 원소인 네오디뮴과 디스프로슘을 혼합 액체에서 성공적으로 분리했다고 보고했다. 기존 분리 방법에 일반적으로 필요한 30시간에 비해 4시간 만에 반응 챔버에서 두 개의 분리되고 정제된 고체가 형성되었다. 두 가지 중요한 광물은 무엇보다도 컴퓨터 하드 드라이브와 풍력 터빈에서 발견되는 영구 자석을 제조하는 데 사용된다. 지금까지 매우 유사한 특성을 가진 이러한 요소를 분리하는 것은 어려운 일이었다. 전자 폐기물에서 이를 경제적으로 회수할 수 있는 능력은 이러한 주요 광물의 새로운 시장과 공급원을 열 수 있다. 이 두 가지 중요 광물은 컴퓨터 하드 드라이브와 풍력 터빈 등에 사용되는 영구 자석 제조에 사용된다. 지금까지는 성질이 매우 유사한 이러한 원소들을 분리하는 것은 어려운 과제였다. 전자 폐기물에서 이들을 경제적으로 회수할 수 있는 능력은 이러한 중요 광물의 새로운 시장과 공급원을 열 수 있다. 마그네슘 공급원인 광산 폐기물과 염수 전자 폐기물에서 광물을 회수하는 것이 이 분리 기술의 유일한 응용 분야는 아니다. 연구팀은 바닷물은 물론 광산 폐기물과 염호 염수로부터 마그네슘을 회수하는 방법을 연구하고 있다. 수석 연구원 친푸 왕(Qingpu Wang)은 보도자료에서 “다음으로 더 많은 양의 제품을 효율적으로 회수하기 위해 원자로 설계를 수정하고 있다”고 말했다. 왕과 그의 동료 엘리아스 나쿠지(Elias Nakouzi)는 보완 기술을 사용해 용해된 리튬 이온 배터리 폐기물을 모방한 용액에서 거의 순수한 망간(>96%)을 회수할 수 있음을 보여주었다. 배터리용 망간은 전 세계적으로 소수의 회사에서 생산되며 주로 음극 또는 배터리의 음극 또는 음극에 사용된다. 본 연구에서 연구팀은 젤 기반 시스템을 사용하여 샘플 내 금속의 다양한 이동 및 반응 속도를 기반으로 물질을 분리했다. 나쿠지는 "이 프로세스의 장점은 간단하다는 것이다"라고 말했다. 그는 "고비용 또는 특수 재료에 의존하는 대신 우리는 이온 거동의 기본 원리를 다시 생각했다. 그리고 거기에서 영감을 얻었다"라고 설명했다. 연구팀은 연구 범위를 확대하고 중요 미네랄과 희토류 원소의 안정적인 국내 공급망을 제공하기 위해 환경 친화적인 새로운 분리 기술을 개발하는 PNNL의 새로운 이니셔티브인 '비평형 수송 구동 분리(NETS, Non-Equilibrium Transport Driven Separations)'를 통해 프로세스를 확장시킬 예정이다. 나쿠지는 "이 접근 방식은 복합적인 공급 흐름과 다양한 화학 성질로부터의 화학 분리와 관련하여 폭넓게 적용될 것으로 예상되며, 이는 더욱 지속 가능한 재료 추출 및 처리를 가능하게 할 것으로 기대한다"라고 말했다.
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[신소재 신기술(39)] 식염수로 폐전자제품서 희토류 광물 회수
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중국 '과잉 생산' 전기차 폭탄, 세계 시장에 터질까?
- 중국의 전기차 생산 능력이 국내 수요를 훨씬 뛰어넘는 속도로 늘어나 세계 시장 가격 인하에 대한 우려가 커지고 있다. 실제로 공장 가동률은 손익분기점 수준을 훨씬 밑돌았고, 일부 신흥 전기차 제조업체들은 이미 파산 직전에 놓여 있다고 닛케이 아시아가 28일(현지시간) 보도했다. 스마트폰 제조업체 샤오미의 전기차 시장 진출은 저렴한 가격으로 큰 화제를 모았다. 테슬라 차량보다 낮은 가격으로 출시된 샤오미 전기차는 선주문 7만 대를 돌파하며 경쟁력을 과시했다. 중국 전기차 제조업체들들의 저가 공세가 가능한 이유는 배터리 조달 네트워크가 중국에 집중되어 있기 때문이다. SNE리서치에 따르면, 지난해 탑재된 자동차 배터리 기준으로 상위 10개 배터리 제조업체 중 6개가 중국 기업이다. 배터리의 핵심 부품인 양극재의 약 80%가 중국에서 생산된다. 배터리는 전기차 제조 비용의 30~40%를 차지한다. 국제에너지기구에 따르면 중국의 배터리 평균 가격은 유럽과 미국의 약 80% 수준이다. 철강 및 기타 부품도 저렴한 비용으로 조달할 수 있으며, 중국 정부는 연구 개발 및 공장 건설에 대한 대규모 보조금과 기타 지원을 아끼지 않고 있다. 급증하는 경쟁과 파산 위기 낮은 진입 장벽으로 인해 중국 전기차 시장에 진출하는 기업들이 급증하고 있다. 2023년에는 50개 이상의 기업이 신에너지 승용차를 생산했다. 하지만, 생산 능력은 수요보다 훨씬 빠르게 증가하고 있다. 2025년 중국 신에너지 자동차 생산 능력은 3600만 대 이상으로 예상되지만, 판매량은 1700만 대에 불과할 것으로 전망된다. 이러한 과잉 공급은 이미 수익 악화로 이어지고 있다. 2023년 1~2월 자동차 산업의 이익률은 4.3%로, 2015년의 8.7%에 훨씬 못 미쳤으며, 일부 신에너지 자동차 제조업체들은 이미 파산했다. 올해에도 10개 이상의 기업이 파산하거나 파산 위기에 놓일 것으로 예상된다. 해외 시장 공략으로 위기 탈출 모색 위기 탈출을 위해 중국 전기차 제조업체들은 유럽과 동남아시아 등 해외 시장 공략에 힘쓰고 있다. 2023년 중국 신에너지 자동차 수출량은 78% 증가한 120만 대를 기록했으며, 내년에는 350만 대에 달할 것으로 예상된다. 하지만, 이는 일본과 유럽 자동차 제조업체들에게 위협이 될 수 있다. 실제로 비야디(BYD) 등 중국 전기차 제조업체들은 일본 기업들의 주력 시장인 동남아시아 시장에서 공격적인 공세를 펼치고 있다. 중국 전기차 생산 과잉은 세계 전기차 시장 경쟁을 더욱 심화시킬 것으로 예상된다. 저렴한 중국 전기차의 진출은 소비자들에게는 긍정적인 영향을 미칠 수 있지만, 기존 업체들에게는 큰 위협이 될 수 있다. 이에 대해 유럽연합은 중국 전기차의 부당한 보조금 사용 문제를 조사하고 있으며, 미국도 중국과의 과잉 생산 문제 논의를 위한 프레임워크 구축에 합의했다. 하지만, 중국 정부는 과잉 생산 문제를 인정하지 않고 있으며, 오히려 전기차 산업 육성에 대한 투자를 더욱 확대할 계획이다. 중국 전기차 생산 과잉은 세계 전기차 시장에 큰 파도를 일으킬 것으로 예상된다. 저렴한 중국 전기차의 진출은 소비자들에게는 혜택이 될 수 있지만, 기존 자동차 제조업체들에게는 심각한 위협이 될 수밖에 없다. 특히, 일본과 유럽 자동차 제조업체들은 중국 전기차의 공격에 직면하여 어려움을 겪을 것으로 예상된다. 이러한 상황 속에서 전 세계 자동차 산업은 큰 변화를 맞이하게 될 것이다. 중국은 전기차 시장에서 독보적인 지위를 점할 것으로 보이며, 기존 자동차 제조업체들은 경쟁력을 유지하기 위해 전략적인 변화를 모색해야 할 것이다.
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중국 '과잉 생산' 전기차 폭탄, 세계 시장에 터질까?
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일본 혼다, 15조원 투자 캐나다에 새 EV 공장 건설
- 일본 자동차업체 혼다가 캐나다에 150억 캐나다 달러(15조원 상당) 규모 전기차 신공장 및 전기차용 배터리 공장을 건설한다. 25일(현지시간) 닛케이(日本經濟新聞)와 AFP통신 등 외신들에 따르면 미베 토시히로(三部敏宏) 혼다 최고경영자(CEO)는 이날 쥐스탱 트뤼도 총리를 비롯한 캐나다 정부 주요 관계자와 함께 자리한 기자회견에서 이런 방침을 발표한 뒤 "이르면 2028년부터 새로운 조립 설비에서 전기 자동차(EV)가 생산될 것"이라고 말했다. 150억 캐나다 달러는 캐나다 내 일본 자동차 제조업체 사상 가장 많은 투자액이다. 공장이 완전히 가동되면 연간 24만대의 차량과 36GWh 배터리 생산 능력을 갖출 수 있을 것으로 혼다 측은 내다봤다. 혼다는 또 현지 전기차의 공급망 확보를 위해 포스코퓨처엠과 양극재 합작법인을 설립할 방침이라고 밝혔다. 포스코퓨처엠은 이미 제너럴 모터스(GM)와 함께 캐나다에 양극재 합작사 '얼티엄캠'을 설립하고 투자를 확대하며 북미에서 영향력을 넓히고 있다. 얼티엄캠의 퀘벡주 공장은 올해 하반기에 준공될 예정이다. 포스코퓨처엠도 26일 보도자료를 통해 혼다와 합작사 설립을 위한 양해각서(MOU) 체결 사실을 발표했다. 이 회사는 양사가 지난해 4월 이차전지 양·음극재와 차세대 배터리 분야에서의 협력을 시작으로 긴밀한 협의를 지속해왔으며, 빠르게 성장하고 있는 북미 전기차 시장에서의 경쟁 우위를 확보하기 위해 이번 합작을 결정했다고 설명했다. 포스코퓨처엠은 "양사가 포스코퓨처엠의 고품질 배터리 소재와 혼다의 완성차 기술을 결합함으로써 혁신적인 성능과 안정성을 갖춘 전기차를 북미 시장에 공급하고 새로운 성장 동력을 확보할 것으로 기대된다"고 밝혔다. 양극재는 배터리 용량과 출력 등 성능을 좌우하는 핵심 소재다. 이와 함께 혼다는 일본 화학기업 아사히카세이와도 협력해 배터리 주요 부품인 분리막 현지 생산 체제를 갖출 예정이라고 덧붙였다. 이는 미국 인플레이션감축법(IRA)으로 북미 소재 자동차 공장들이 배터리 부품을 현지에서 조달하려는 움직임의 하나라고 블룸버그는 전했다. 혼다는 총투자액의 60∼70%는 자체 조달하고, 나머지는 합작 투자사 및 캐나다 측 보조금으로 충당할 계획이다. 이에 앞서 캐나다는 지난주 전기차 공급망 구축을 위한 신규 건설 비용의 10%를 세금 환급해주는 공제제도를 도입했다. 혼다는 25억 캐나다 달러(2조5000억원)로 추정되는 세금 공제 혜택에 더해 온타리오주 정부로부터 25억 캐나다 달러의 추가 인센티브를 받게 될 전망이라고 AFP는 보도했다. 더그 포드 온타리오 주지사는 "온타리오는 세계에서 유일하게 6곳의 대형 자동차 제조업체가 둥지를 튼 곳"이라며 "혼다의 투자로 전기차 혁명을 계속 선도할 수 있을 것"이라고 언급했다. 트뤼도 총리 역시 "관대한 세금 혜택과 재생 에너지 접근성 등 덕분에 캐나다가 매력적인 전기차 공장 투자처로 자리 잡았다"고 강조했다.
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일본 혼다, 15조원 투자 캐나다에 새 EV 공장 건설
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일론 머스크 "테슬라, 내년 옵티머스 휴머노이드 로봇 판매 시작"
- 일론 머스크가 테슬라가 내년에 옵티머스(Optimus) 휴머노이드 로봇 판매를 시작할 것이라고 발표했다고 일렉트렉이 전했다. 전기자동차 제조사 테슬라는 올해 말부터 자체 공장에 이 로봇을 투입한다는 계획이다. 수 개월 전 테슬라는 인간의 반복적인 생산 작업을 대신할 수 있는 차세대 휴머노이드 로봇 ‘2세대 옵티머스(Optimus Gen 2)’를 공개한 바 있다. 새로운 옵티머스는 초창기 주변에 실망을 주었던 로봇에 비해 많은 개선을 보여 주었다. 테슬라는 자율주행차 프로그램을 개발하는 인공지능(AI) 기술과 배터리 및 전기 모터에 대한 전문 지식을 바탕으로 휴머노이드 로봇 개발이 가능하다고 판단해 로봇 상용화를 진행해 왔다. 이와 관련, 테슬라는 자사의 전기차가 이미 바퀴 달린 로봇이라고 주장하기도 했다. 개발된 기술을 바탕으로, 이번에 반복적이고 위험한 작업에서 인간을 대체할 수 있도록 인간형(휴머노이드)으로 만들어 선보인 것이다. 옵티머스를 설명하면서 머스크는 "우리 옵티머스 로봇은 시장에서 극도로 과소평가되었다"라면서 향후 옵티머스 수요가 100억~200억 개에 달할 수 있다고 말했다. 그는 옵티머스가 "테슬라의 장기적 가치의 대부분을 차지할 것"이라고 '자신있게' 예측했다. 머스크는 다수의 가정이 집에 테슬라 옵티머스 로봇을 소유하게 될 것이며, 많은 산업에서 제조 및 서비스를 수행할 것이라고 전망했다. 머스크는 옵티머스가 이미 연구실 차원에서 공장 작업을 수행하고 있다고 밝히고, 연말까지 실제 테슬라 공장 내에서 자동차를 생산하는 작업을 수행하는 데 사용될 것이라고 전했다. 또한 늦어도 2025년 말까지 옵티머스 휴머노이드 로봇을 외부 고객에게 판매하기 시작할 수 있다고 덧붙였다. 이를 통해 테슬라에서 옵티머스가 차지하는 비중이 절대적이 될 것이라고 기대했다. 한편 머스크는 옵티머스의 가격이 ‘자동차의 절반도 안 되는’ 저렴한 수준이 될 것이라고 예상한다고 말했다. 대략 대당 2만 5000달러(약 3442만원) 수준으로 추정된다.
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- IT/바이오
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일론 머스크 "테슬라, 내년 옵티머스 휴머노이드 로봇 판매 시작"
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[퓨처 Eyes(33)] 인텔, 인간 뇌 모방 뉴로모픽 컴퓨터 '하라 포인트' 공개
- 미국 반도체 기업 인텔은 인간 뇌의 작동 방식을 본떠 설계 및 구성된 세계 최대 규모의 뉴로모픽 컴퓨터 '하라 포인트(Hala Point)'를 개발했다고 발표했다. '하라 포인트'라고 명명된 이 컴퓨팅 시스템은 차세대 인공지능(AI) 모델을 구축하려는 연구자를 지원하도록 설계됐다. 라이브사이언스에 따르면, 하라 포인트는 1152개의 신규 인공지능 칩 '로이히 2' 프로세서로 구동된다. 인텔 측은 이 혁신적인 시스템이 기존 컴퓨터 시스템 대비 인공지능 작업 속도를 50배 향상시키고 에너지 소비량을 100배 줄일 수 있다고 주장한다. 다만, 이 수치는 아직 동료 검토를 거치지 않은 연구 결과를 기반으로 한 것임을 밝혔다. 22일(현지시간) AI비즈니스 보도에 따르면, 인텔의 새로운 뉴로모픽 컴퓨터는 에너지 사용량을 크게 줄이면서 기존 GPU 대비 최대 50배 더 빠른 성능을 제공한다. '하라 포인트'에는 최대 11억 5000만 개의 인공 뉴런과 14만 544개의 뉴로모픽 처리 코어를 지원하며, 1152개의 로이히 2 프로세서에 분산된 1288억 개의 시냅스를 탑재하고 있다. 이 강력한 하드웨어는 초당 최대 20경 회 연산, 즉 20페타옵스의 처리 성능을 제공하며, 인텔의 초기 뉴로모픽 시스템인 포호이키 스프링스(Pohoiki Springs) 대비 최대 12배 향상된 성능을 자랑한다. 하라 포인트는 기존 하드웨어 대비 50배 빠른 속도로 동작하면서도 에너지 소비량은 100배 적게 소비한다. 이는 GPU 및 CPU 기반 시스템에서 달성한 성능을 뛰어넘는 놀라운 수치이며, 인공지능 분야의 발전에 획기적인 도약을 선사할 것으로 기대된다. 하지만 뉴로모픽 컴퓨터는 슈퍼컴퓨터와 데이터 처리 방식이 달라 직접적인 비교는 어렵다. 이 혁신적인 시스템은 뉴멕시코주 앨버커키에 위치한 샌디아 국립연구소에 설치되어 장치 물리학, 컴퓨팅 아키텍처, 컴퓨터 과학 등 다양한 분야의 과학적 문제 해결에 활용될 예정이다. 기존 컴퓨터와 어떻게 다른가? 뉴로모픽 컴퓨터는 기존 컴퓨터와 아키텍처부터 근본적으로 차별화된다. 미국 오크리지 국립연구소(Oak Ridge National Laboratory)의 컴퓨터 과학자 프라사나 데이트 박사는 리서치게이트(ResearchGate)에 올린 글에서 뉴로모픽 컴퓨터가 인공 신경망을 기반으로 구축된다고 설명했다. 기존 컴퓨터는 0과 1로 이루어진 이진 데이터를 처리하는 반면, 뉴로모픽 컴퓨터는 '스파이크 입력'이라는 일련의 불연속적인 전기 신호를 사용한다. 또한, 칩 자체에 메모리와 연산 능력을 통합하여 데이터 이동 거리를 줄이고 병렬 처리를 가능하게 함으로써 전력 소비를 획기적으로 감소시킨다. 인텔은 "하라 포인트가 AI 에이전트, 대규모 언어 모델, 스마트 시티 인프라 관리와 같은 '미래 지능형 응용 분야'에 대한 실시간 연속 학습을 가능하게 할 수 있다"고 밝혔다. 인텔 랩스 뉴로모픽 컴퓨팅 랩(Neuromorphic Computing Lab)의 마이크 데비스(Mike Davies) 소장은 "오늘날 인공지능 모델의 컴퓨팅 비용이 지속 불가능한 속도로 증가하고 있다"고 지적했다. 그는 "현재 인공지능 산업은 확장 가능한 근본적으로 새로운 접근 방식을 절실히 필요로 한다"고 강조하며, 이에 인텔은 딥 러닝 효율성과 혁신적인 두뇌 영감 학습 및 최적화 기능을 결합한 첨단 뉴로모픽 컴퓨터 '하라 포인트'를 개발했다고 설명했다. 데비스 소장은 "하라 포인트를 통한 연구가 대규모 인공지능 기술의 효율성과 적응성을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대한다"고 덧붙였다. 현재 하라 포인트는 연구용 프로토타입 단계라 구매는 불가능하다. 하지만 인텔은 이 혁신적인 시스템이 미래 인공지능 제품의 기반이 되고 인공지능으로 인한 컴퓨팅 집약도를 효과적으로 줄이는 데 기여할 것으로 기대하고 있다. 뉴로모픽 컴퓨팅, AI혁신 이끌까? 뉴로모픽 컴퓨팅(Neuromorphic Computing)은 인간 뇌의 놀라운 신경 가소성, 즉 경험을 통해 적응하고 변화하는 뇌의 능력을 모방하는 시스템 구축에 초점을 맞춘 첨단 연구 분야이다. 이진 코드를 사용하는 기존 컴퓨팅 시스템과 달리 뉴로모픽 시스템은 인공 뉴런과 시냅스의 복잡한 네트워크를 활용하여 정보를 처리한다. 연구자들은 뉴로모픽 컴퓨팅이 인간 두뇌의 놀라운 학습 능력을 모방하여 시스템의 효율성을 극대화하고 정보 처리 능력을 향상시킬 수 있다고 기대한다. 인공지능 시스템은 이전 경험과 데이터를 활용하여 지속적으로 학습하고 발전할 수 있을 것으로 전망된다. 인텔의 혁신적인 노력 외에도, 구글 딥마인드(Google DeepMind)는 단순히 증가하는 데이터로 AI 작업을 훈련하는 것이 아니라 메모리에서 학습하도록 가르치는 '뉴로AI(NeuroAI)' 개념을 연구하고 있다. 뉴로모픽 하드웨어 시스템의 또 다른 예로는 IBM의 '노스폴(NorthPole)' 반도체가 있다. 이는 인간 두뇌의 정보 처리 방식을 모방하지만 단일 칩에 구현된 첨단 시스템이다. 인텔의 뉴로모픽 컴퓨터 시스템은 비디오, 음성, 무선 통신 등 다양한 워크로드를 처리하는 딥 러닝 모델을 크게 강화할 수 있는 잠재력을 지닌다. 인공지능 분야의 게임 체인저인가? 초기 연구 결과에 따르면, 하라 포인트는 인공지능 작업에서 와트당 15조 연산(TOPS/W)이라는 놀라운 에너지 효율성을 달성했다. 대부분의 기존 인공 신경망 처리 장치(NPU)와 다른 인공지능 시스템들이 보여주는 와트당 10 TOPS 이하의 수치를 훨씬 뛰어넘는 성능이다. 뉴로모틱 컴퓨팅은 인공지능 응용 분야에서 특히 유망한 기술로 여겨지고 있다. 로보틱스, 자율주행 차량, 지능형 카메라 시스템, 실시간 의사 결정 시스템 등 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 또 뉴모로틱 칩은 전력 소모가 매우 낮아 배터리 수명이 중요한 모바일 기기나 원격 센서에 적합하다. 그러나 고도의 복잡성과 대규모 통합을 요구하는 뉴로모틱 칩의 설계와 제조는 아직까지 도전 과제로 남아 있다. 또한 이 기술을 기존의 컴퓨팅 시스템과 효울적으로 통합하는 방법도 주요 과제 중 하나다. 뉴로모픽 컴퓨팅 기술은 아직 초기 개발 단계이지만, 하라 포인트와 유사한 규모의 시스템들은 빠르게 개발되고 있다. 호주 서부 시드니 대학교 국제 뉴로모픽 시스템 연구 센터(ICNS)는 2023년 12월 유사한 시스템을 배치할 계획이라고 발표했다.
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[퓨처 Eyes(33)] 인텔, 인간 뇌 모방 뉴로모픽 컴퓨터 '하라 포인트' 공개
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국제에너지기구, 올해 판매차량 5대중 1대이상 EV⋯석유수요 추가 감소 전망
- 국제에너지기구(IEA)는 23일(현지시간) 올해 전세계에서 전기자동차(EV)가 1700만대 넘게 판매돼 신차 5대 중에서 1대 이상을 차지할 것으로 전망했다. 이날 로이터통신 등 외신들에 다르면 IEA는 이같은 EV 올해 판매전망을 내놓으면서 EV판매 급증으로 원유수요가 더욱 감소할 것이라고 지적했다. IEA는 올해애는 EV 1700만대가 판매돼 지난해(1400만대)보도 크게 증가할 것으로 예측했다. 이는 신차판매 5대중 1대이상이 EV가 차지하는 수치다. 이중 1000만대가 중국에서 판매될 것으로 예상된다. IEA는 '전세계 EV 전망'이라는 보고서에서 "박한 수익마진, 불안정한 배터리 금속가격, 고인플레, 일부국가의 구매인센티브 단계적 폐지가 EV시장의 우려를 불러일으켰지만 세계적인 판매 데이터는 호조를 유지하고 있다"고 지적했다. 올해 1분기 EV 판매대수는 지난해보다 25%나 급증했다. 총 판매대수에서 차지하는 EV 비중은 지역에 따라 크게 차이가 날 것으로 예측된다. 미국에서는 대략 9대중 1대, 유럽에서는 4대중 1대, 중국에서는 절반정도를 차지할 것으로 IEA는 예상했다. EV 가격이 계속 성장의 열쇠가 될 것이라고 IEA는 지적했다. 유럽에서 내연기관차가 같은 EV보다 저렴한 가격으로 판매되고 있지만 중국에서는 지난해 판매된 EV중 3분의 2 가까이가 기존의 동등 내연차량보다 저가였다. IEA는 "EV는 일반적으로 배터리 가격이 하락하고 경쟁이 심화하며 자동차 제조업체가 규모의 경제를 달성함에 따라 가격이 저렴해지고 있다'"고 설명했다. 인플레이션을 조정하면 전기차 가격은 2018년과 2022년 사이에 가격이 정체되거나 약간 상승한 경우도 있다고 IEA는 지적했다. 전기차는 충전 인프라를 통해 증가하는 수요를 맞추는 것도 중요한 과제가 될 것이며 2035년까지 충전 네트워크를 6배 성장시켜야 한다고 IEA는 덧붙였다. IEA는 EV 급속한 보급으로 자동차용 연료수요가 2025년경에 정점을 맞을 것이라고 예측했다. 각국이 표명하고 있는 에너지∙기후정책을 실행한다면 2030년까지 석유수요가 하루 약 600만 배럴, 2035년까지 하루 1100만 배럴 감축돼 현재 총 석유수요중 10분의 1이상으로 줄게 될 것이라고 지적했다.
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- 산업
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국제에너지기구, 올해 판매차량 5대중 1대이상 EV⋯석유수요 추가 감소 전망
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[신소재 신기술(36)] 완두콩 크기 뇌 임플란트 장치 개발
- 미국 라이스 대학 엔지니어들은 인간 환자에게 시연된 가장 작은 이식형 뇌 자극기를 개발했다. 이 완두콩 크기의 뇌 임플란트 장치는 '오버 브레인 테라퓨틱(DOT, Digitally programmable Over-brain Therapeutic)'이라고 불리며, 경추막(두개골 바닥에 연결된 보호막)을 통해 뇌를 자극하는데 사용된다고 사이테크데일리가 22일(현지시간) 보도했다. 제이콥 로빈슨의 라이스 연구실과 신경 공학회사 모티프 뉴로테크(Motif Neurotech), 임상의 사미르 셰스(Sameer Sheth) 박사와 수닐 셰스(Sunil Sheth) 박사가 공동으로 개발한 혁신적인 장치 DOT는 선구적인 자기전기 전력 전송 기술 덕분에 외부 송신기를 통해 무선으로 전력을 공급받을 수 있다. 이 장치는 두개골 바닥에 부착된 보호막을 통해 뇌 자극에 사용될 수 있어 의료 분야에 큰 가능성을 보여주고 있다. 디지털 프로그래밍이 가능한 DOT 장치는 현재의 신경 자극 기반 치료법보다 환자의 자율성과 접근성이 뛰어나고 다른 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)보다 덜 침습적인 치료 대안을 제공함으로써 약물 내성 우울증 및 기타 정신과적 또는 신경학적 장애 치료에 혁명을 일으킬 수 있다. 이 연구는 최근 '사이언스 어드밴시즈(Science Advances)' 저널에 게재됐다. 이 뇌 임플란트 장치의 폭은 9mm(밀리미터)이며 14.5v(볼트)의 자극을 전달할 수 있다. 라이스 바이오테크 런치 패드를 통해 설립된 스타트업 모티프 뉴로테크의 설립자이자 CEO인 로빈슨은 "우리의 뇌 임플란트는 이 자기 전기 효과를 통해 모든 에너지를 얻는다"고 말했다. 모티프 뉴로테크는 신경 장애 치료법을 혁신할 수 있는 BCI의 잠재력을 연구하는 여러 신경공학 회사 중 하나다. 로빈슨은 "신경 자극은 약물 부작용과 효능 부족으로 적절한 치료 옵션이 없는 사람들이 많은 정신 건강 분야에서 치료를 가능하게 하는 핵심 기술"이라고 말했다. 연구팀은 이 장치를 인간 환자에게 일시적으로 테스트하여 운동 피질(운동을 담당하는 뇌 부분)을 자극하고 손의 움직임 반응을 생성하는 데 사용했다. 그 다음 연구팀은 돼지를 대상으로 30일 동안 이 장치가 뇌와 안정적으로 상호작용하는 것을 보여주었다. 향후에는 우울증이나 다른 질환을 가진 환자의 실행 기능을 향상시킬 수 있도록 이 장치를 전두엽피질과 같은 뇌의 다른 부위 위에 삽입할 수도 있다. 기존 삽입형 뇌 자극 기술은 피부 아래 다른 부위에 삽입되어야 하는 상대적으로 큰 배터리로 구동되며, 긴 전선을 통해 자극 장치에 연결된다. 이러한 설계상의 한계로 인해 더 많은 수술이 필요하며, 개인에게 더 많은 하드웨어 삽입 부담, 전선 파손 또는 고장 위험, 그리고 향후 배터리 교체 수술이 필요했다. 라이스대학 연구팀은 외부 송신기를 사용하여 무선으로 장치에 전원을 공급함으로써 배터리를 아예 없앴다. 임상 테스트 및 향후 연구 방향 우즈 박사는 "이전에는 이 정도 크기의 임플란트에는 무선 전력 전송이 불가능했기 때문에 경막을 통해 뇌를 자극하는 데 필요한 신호의 품질과 강도가 불가능했다"고 설명했다. 로빈슨 박사는 이 기술을 집에서 편안하게 사용할 수 있을 것으로 기대했다. 의사가 치료를 처방하고 장치 사용에 대한 지침을 제공하지만, 환자가 치료 방법을 완전히 통제할 수 있다는 것. 로빈슨은 "환자가 집에서 모자를 쓰거나 웨어러블을 착용하여 임플란트에 전원을 공급하고 통신하고, 아이폰이나 스마트워치에서 '이동'을 누르면 임플란트의 전기 자극이 뇌 내부의 신경 네트워크를 활성화할 것"이라고 설명했다. 이 장치를 이식하려면 뇌의 뼈에 장치를 삽입하는 최소 침습 30분의 시술이 필요하다. 임플란트와 절개 부위는 거의 보이지 않으며 환자는 수술 당일 퇴원해서 집으로 돌아갈 수 있다. 베일러 의과대학의 교수이자 연구 부의장, 맥에어 장학생, 컬렌 재단 신경외과 기부 석좌인 셰스 박사는 "심장 박동조율기는 심장 치료의 매우 일상적인 부분"이라면서 "신경 및 정신 질환의 경우 무섭고 침습적일 것 같은 뇌심부자극술(DBS)이 이에 해당한다"고 비유했다. 셰스 박사는 "DBS는 실제로 상당히 안전한 시술이지만 여전히 뇌 수술이며, 그 위험성으로 인해 이를 기꺼이 받아들이고 혜택을 받을 수 있는 사람의 수가 매우 제한적이다. 그래서 이런 기술이 필요한 것이다. 외래 수술 센터에서 피부 수술에 지나지 않는 30분 정도의 간단한 뇌 임플란트 시술은 DBS보다 훨씬 더 많은 사람들이 받아들일 가능성이 높다라고 설명했다. 그는 "따라서 이 치료법이 더 침습적인 대안만큼 효과적이라는 것을 보여줄 수 있다면 정신 건강에 훨씬 더 큰 영향을 미칠 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 예를 들어 간질과 같은 일부 질환의 경우 장치를 영구적으로 또는 대부분의 시간 동안 착용해야 할 수도 있지만, 우울증이나 강박증과 같은 장애의 경우 하루에 단 몇 분의 자극만으로도 표적 신경 네트워크의 기능에 원하는 변화를 가져올 수 있다. 로빈슨은 다음 단계에 대해 연구 측면에서 "임플란트 네트워크를 만들고, 자극하고 기록할 수 있는 임플란트를 만들어 자신의 뇌 신호를 기반으로 적응형 개인 맞춤형 치료를 제공할 수 있다는 아이디어에 정말 관심이 있다"고 말했다. 한편, 모티프 뉴로테크는 치료법 개발의 관점에서 사람을 대상으로 한 장기 임상시험에 대한 미 식품의약국(FDA) 승인을 받기 위한 절차를 진행 중이다. 이 연구는 로버트 및 제니스 맥네어 재단, 맥네어 의학 연구소, DARPA 및 국립과학재단의 일부 지원을 받았다. ※ 출처: "미니어처 배터리 없는 경막외 피질 자극기" Joshua E. Woods, Amanda L. Singer, Fatima Alrashdan, Wendy Tan, Chunfeng Tan, Sunil A. Sheth, Sameer A. Sheth 및 Jacob T. Robinson, 2024년 4월 12일, Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.adn0858
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[신소재 신기술(36)] 완두콩 크기 뇌 임플란트 장치 개발
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포스코그룹, 포항에 실리콘음극재 공장 준공…연산 550t 규모
- 포스코그룹은 산하 포스코실리콘솔루션이 지난 19일 경상북도 포항 영일만 산업단지에서 연간 생산량 550t(톤) 규모의 실리콘 음극재 공장 준공식을 가졌다고 23일 발표했다. 실리콘 음극재는 기존 리튬이온배터리에 적용되는 흑연 음극재에 비해 에너지 밀도를 4배 높일 수 있어, 이를 통해 전기차의 주행거리를 향상시키고 충전 시간을 단축시킬 수 있는 차세대 음극재로 각광받고 있다. 실리콘 음극재는 나노 구조로 제작되어 사이클 안정성이 높고 수명이 길다. 또한 지구상에 풍부하게 존재하는 실리콘은 흑연보다 생산 비용이 저렴하다. 그러나 실리콘 음극재는 부피 변화와 낮은 전기 전도도 등의 도전과제를 안고 있다. 충전/방전 과정에서 부피 변화가 크게 발생하여 전극 파손 위험이 있다. 아울러 전기 전도도가 낮아 전지 성능 저하 가능성이 있다. 또한 전극 표면과의 접착력이 약해 분리 발생 가능성이 있다. 이에 업계에서는 다양한 나노 구조 및 코팅 기술 개발해 부피 변화 및 전기 전도도 문제 해결을 위해 노력하고 있다. 실리콘의 장점과 흑연의 장점을 동시에 활용하는 흑연과의 복합화 연구 등도 진행 중이다. 포스코실리콘솔루션이 달성한 연간 550톤의 생산능력은 약 27만5000대의 전기차를 생산할 수 있는 규모에 해당한다. 포스코실리콘솔루션은 지난해 4월에 착공해 최근에 하(下)공정 설비를 준공했으며, 오는 9월에는 상(上)공정을 포함한 전체 생산라인의 종합 준공을 목표로 하고 있다. 이 회사는 2030년까지 연간 2만5000톤의 실리콘 음극재 생산 체제를 완비할 계획이다. 음극제 시장 전망에 따르면, 현재 약 1만톤 규모인 글로벌 실리콘 음극재 시장은 2035년까지 28만5000톤으로 성장할 것으로 예상된다. 포스코그룹은 음극재 제품군을 강화하고 증가하는 시장 수요에 선제적으로 대응하기 위하여 2022년 7월에 실리콘 음극재 기술을 보유한 스타트업 테라테크노스를 인수하고, 이를 포스코실리콘솔루션으로 사명을 변경했다. 또한, 포스코그룹은 실리콘과 탄소를 혼합한 복합체 음극재의 생산도 계획 중에 있다. 이와 관련해, 그룹사 포스코퓨처엠은 이달 말 경상북도 포항 영일만 산업단지에서 실리콘 탄소 복합체 음극재 데모플랜트의 운영을 시작할 예정이며, 고객사별로 최적화된 실리콘 음극재 솔루션을 제공할 계획이다.
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포스코그룹, 포항에 실리콘음극재 공장 준공…연산 550t 규모
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일본 혼다, 캐나다 온타리오주에 수십억달러 투자 EV거점 설치
- 일본 혼다는 캐나다 정부와 온타리오 주정부로부터 재정지원을 받아 온타리오주를 전기자동차(EV)와 EV부품 제조거점으로 세울 방침이다. 로이터통신은 22일(현지시간) 정통한 소식통을 인용해 혼다가 이번주 이같은 계획을 발표할 예정이라고 보도했다. 캐나다 현지 언론에 따르면 혼다 캐나다가 온타리오 주 엘리스턴의 자동차 제조 시설 근처에 전기 자동차 배터리 공장을 건살할 예정이며, 이곳에서 완전 전기자동차도 생산할 계획이라고 전했다. 혼다는 새로운 EV 제조거점에서 차량 배터리 제조와 배터리에 필요한 원자재 가공, EV 조립을 할 계획이다. 캐나다 온타리오주의 더그 포드 주지사는 이날 합의액수에 대한 구체적인 내용에 대해서는 언급하지 않았지만 온타리오주에서 계획중인 폭스바겐(VW)의 EV공장에 투자될 70억 캐나다달러의 2배가 될 것이라고 말했다. 야후 파이낸스에 따르면 온타리오 주 더그 포드 주지사와와 빅 페델리(Vic Fedeli) 경제개발부 장관은 22일 이 프로젝트의 가치가 약 140억~150억 달러에 달할 것이라고 밝혔다. 이 매체는 페델리는 포드가 혼다를 언급했는지 여부를 확인하지 않았지만 이날 질문 시간이 끝난 후 이 지역의 전기 자동차 투자 금액에 대해 수줍게 말했다고 덧붙였다. 그는 "우리는 3년 만에 0달러에서 280억 달러로 성장했고 주지사의 발언이 맞다면 다음 주에 우리는 430억 달러를 발표할 것"이라고 말했다. 혼다 시설은 폭스바겐과 윈저의 스텔란티스 LG 공장에 이어 온타리오 주에 세 번째 전기 자동차 배터리 공장이 될 것이며, 이 두 거래에는 미국과 경쟁하기 위해 수십억 달러의 생산 보조금이 포함됐다. 인플레이션 감소법 보조금과 함께 혼다는 자본 약속 및 세금 공제를 포함할 것으로 예상된다. 크리스티아 프리랜드 연방 재무장관은 최근 예산에서 회사가 캐나다에서 조립, 배터리 생산 및 양극 활물질 생산에 투자하는 한 EV 생산과 관련된 건물 비용에 대해 10%의 전기 자동차 공급망 투자 세액 공제를 발표했다. 이는 새로운 기계 및 장비에 대한 투자 비용에 대한 기존 30% 청정 기술 제조 투자 세액 공제에 추가되는 것이다.
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일본 혼다, 캐나다 온타리오주에 수십억달러 투자 EV거점 설치
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한국, 대미 수출 21년 만에 대중 수출 앞질러...무역 갈등 우려 제기
- 우리나라의 대(對)미국 수출이 반도체를 포함한 제조업 분야의 직접투자(FDI)로 인해 당분간 호조를 보일 것으로 예상되지만, 중장기적인 관점(2∼10년)에서는 무역 제재 등의 여러 위험 요소가 존재할 것이라는 분석이 제시됐다. 한국은행이 18일 발표한 '대미국 수출구조 변화 평가와 전망' 보고서에 따르면 2020년 이후 한국 총수출에서 미국의 비중이 계속 커져 올해 1분기에는 대미국 수출이 2003년 2분기 이후 처음으로 대중국 수출액을 넘어섰다. 2024년 1분기 대미국 수출의 호조는 미국의 강력한 소비와 인플레이션 감축법(IRA) 등 산업정책으로 인한 투자 확대에 대한 한국 기업들의 빠른 대응으로 인한 것이라는 진단이다. 2020년 이후 대미국 수출의 구조적 특징으로는 미국 내수(소비·투자)와의 연계성 강화, 신성장 산업 중심의 중간재 비중과 다양성 확대, 소비재 비중의 장기간 30% 유지 등이 거론됐다. 한국은행은 단기적 관점에서 대미국 수출의 증가 추세가 당분간 지속될 것으로 전망했다. 이는 미국의 활발한 소비와 투자가 한국의 직접 수출뿐만 아니라 중국과 아세안을 통한 간접 수출에도 긍정적인 영향을 미치기 때문이다. 또한, 제조업 분야의 FDI가 증가함에 따라 투자 대상국에 대한 수출도 증가하는 경향을 보이고 있다. 실제로, 2020년 이후 미국 내 생산이 대한국 수입 유발률을 빠르게 증가시키고 있다. 그러나 중장기적으로는 한국 기업의 대미국 FDI가 수출 증가에 미치는 효과가 점차 감소할 것이라는 우려가 제기됐다. 아울러 제조업의 FDI가 늘어나면 투자 대상국에 대한 수출도 증가하는 경향이 있다. 실제로 미국 내 생산에 따른 대한국 수입 유발률은 2020년 이후 빠르게 높아지고 있다. 미국의 산업구조는 수입 중간재보다는 국내 산업의 자체 투입이 우세하며, 높은 생산 비용 때문에 한국 대기업이 FDI를 확대하더라도 국내 중소기업의 동반 진출이 어려울 것이라는 것이 한국은행의 분석이다. 미래에는 자동차와 같은 기존 주력 수출 품목뿐만 아니라 인공지능(AI)과 같은 첨단 분야에서도 미국 시장의 경쟁이 더욱 치열해질 것으로 전망됐다. 일각에서는 대규모 대미국 무역흑자로 인해 미국의 대한국 무역 제재 가능성도 언급됐다. 남석모 한국은행 조사국 국제무역팀 과장은 "과거 미국은 무역수지 적자가 커지거나 자국 산업 보호 여론이 고조될 때 무역 제재를 강화한 사례가 있다"며, 특히 2017∼2018년 동안 트럼프 행정부가 FTA 재협상과 세이프가드 조치를 취한 것을 예로 들었다. 트럼프가 재집권할 경우에 대한 질문에 남 과장은 "무역 제재가 강화될 가능성이 있지만, 선거 운동 중에 제시되는 정책과 실제 집권 후의 정책은 달라질 수 있다"고 답변했다. 통상 압력을 완화하기 위한 방안으로, 미국으로부터 에너지 및 농축산물을 더 많이 수입하는 제안이 나왔다. 이는 에너지와 식량 안보를 확보하고 국내 물가 안정에도 도움이 될 것이라는 주장이다. 남 과장은 "우리 기업들의 대미국 진출이 반도체, 배터리 등 첨단 분야에 집중되어 있어, 이러한 분야에서 국내 투자가 둔화되고 인재 유출의 위험이 있다"며 "인재 유출을 줄이기 위해 기업과 정부가 더욱 적극적으로 협력해야 한다"라고 강조했다.
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한국, 대미 수출 21년 만에 대중 수출 앞질러...무역 갈등 우려 제기
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바이든 행정부, 중국 철강·알루미늄 관세 3배 인상 방침⋯통상갈등 격화 예고
- 조 바이든 미국 대통령이 중국산 철강과 알루미늄에 대한 관세를 3배 인상하는 방안을 예고했다. 가격 경쟁력을 앞세운 중국의 수입 제품이 밀려 드는 탓에 미국 내 관련 산업 노동자들이 피해를 보고 있다는 이유를 들었지만 대선을 앞두고 관련 노동자들의 지지를 끌어내기 위한 조치로 풀이된다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 백악관은 17일(현지시간) "바이든 대통령이 미국무역대표부(USTR)에 중국산 철강 및 알루미늄 관세를 3배 인상하는 방안을 검토할 것을 지시했다"고 밝혔다. 교역 상대국의 불공정 무역 행위에 대한 보복을 규정한 '무역법 301조'를 활용, 현행 7.5%인 중국산 철강 및 알루미늄 관세를 3배 이상 올리겠다는 것이다. 바이든 대통령이 이날 직접 권고한 세율은 25%에 이른다. 바이든 대통령은 멕시코를 통해 수입되는 중국의 철강 및 알루미늄에 대한 관세 회피를 막기 위해 멕시코와 협력할 것도 지시했다. 백악관은 "중국산 철강 및 알루미늄 수입으로 미국 노동자들은 불공정한 경쟁에 직면해 있다"고 지적했다. 레이얼 브레이너드 백악관 국가경제위원회(NEC) 위원장은 "철강 같은 제조업 분야에서 중국은 이미 세계가 흡수할 수 있는 양 이상을 생산해내고 있다"며 "중국은 보조금 정책 등을 통해 인위적으로 낮아진 가격을 등에 업고 미국산 철강의 경쟁력을 떨어뜨리고 있다"고 말했다. 실제로 관세 인상 조치가 이뤄질 경우 중국의 보복으로 무역전쟁에 불이 붙을 수 있다. 캐서린 타이 USTR 대표도 전날 "수년 동안 중국의 제어를 받지 않는 비(非)시장 정책 등이 철강과 알루미늄, 태양광, 배터리, 전기차, 핵심 광물 등 광범위한 분야에서 미국에 미치는 영향을 지켜봤다"며 이에 대한 대응 방법을 강구하고 있다"고 밝히며 강경 기조를 확인했다. 로이터통신은 "미중 두 경제 대국 간 긴장이 고조되고 있는 상황에서 (바이든의 조치는) 중국의 반발을 부를 수 있다"고 전했다. 다만 중국산 철강 및 알루미늄의 미국 내 점유율이 최근 미국의 보호무역 기조와 맞물려 급락한 만큼, 관세 인상 여파는 제한적일 것으로 보인다. 미국 월스트리트저널(WSJ)등 외신에 따르면 지난해 미국의 중국산 철강 수입량은 59만8000톤으로 전년보다 8.2% 감소했다. 약 300만 톤을 수입하던 2014년과 비교해 수입량이 대폭 줄었다. 중국산 알루미늄 수입량 역시 약 20만 톤으로 미국의 전체 알루미늄 수입량(546만 톤)의 약 3.7%에 불과하다. 오는 11월 미 대선에서 맞붙는 전현직 대통령은 '중국 때리기' 정책을 앞다퉈 꺼내놓고 있다. 이미 재임 시절 중국과 무역전쟁을 벌였던 트럼프 전 대통령은 최근 "재집권 시 모든 중국산 수입품에 60% 이상의 관세를 매기겠다"며 무역전쟁 부활을 예고한 상태다. 바이든 대통령의 행보 역시 경합주(州)의 표심 잡기용이란 지적이 나온다. 그는 이날 대표적인 경합주 펜실베이니아의 피츠버그를 방문해 중국산 철강 및 알루미늄에 대한 관세 인상 조처를 공식화한다. US스틸 본사가 있는 피츠버그는 이른바 '블루칼라(생산현장 근로자)' 유권자 비중이 높다. 미국 워싱턴포스트는 "바이든 대통령은 값싼 중국산 수입품의 홍수로부터 미국 노동자들을 보호하겠다며 사실상 유권자들을 향해 구애하고 있다"고 평했다. 한편 중국상무부는 이날 중국의 해운, 물류, 조선분야를 대상으로 한 미국의 조사개시에 단호히 반대한다는 입장을 내놓으며 반발했다. 중국 상무부는 자국의 권리와 국익을 지키기 위해 모든 조치를 강구할 것이라고 경고했다.
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- 포커스온
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바이든 행정부, 중국 철강·알루미늄 관세 3배 인상 방침⋯통상갈등 격화 예고
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[신소재 신기술(32)] 획기적인 '종이 기반' 배터리 개발⋯"식물에서 영감 얻어"
- 일본에서 희귀 금속이 필요 없는 종이 기반의 물로 활성화되는 배터리가 개발됐다. 일본 도호쿠대학(東北大學)의 재료연구소(AIMR) 연구진은 GPS 센서나 맥박 산소 측정기 센서에 사용할 수 있는 종이 기반의 고성능 마그네슘-공기(Mg-air) 배터리를 개발했다고 오일 프라이스가 14일(현지시간) 보도했다. 이변 연구는 종이의 재활용성과 가벼운 특성을 활용해 보다 환경 친화적인 에너지원으로 발전할 수 있는 가능성을 제시했다. 연구 보고서 논문 '희귀 금속이 없는 고성능 물 활성화 종이 배터리: 웨어러블 센싱 장치를 위한 일회용 에너지원'은 'RSC 인터페이스 응용(RSC Applied Interfaces)' 저널에 게재됐다. 종이는 지난 2000년 동안 인류 문명의 필수품이었다. 종이는 일반적으로 중국 후한 시대 105년 경에 채륜이 발명했다고 알려져 있다. 하지만 최근 중국에서 기원전 2세기 경으로 거슬러 올라가는 종이가 발견되기도 해 종이의 정확한 기원은 알 수가 없다. 글 쓰기를 통해 그동안 인류 역사를 기록해온 종이가 이제는 배터리에 활용돼 친환경적인 미래를 여는 중요한 역할을 하게 됐다. 가볍고 얇은 종이 기반 디바이스는 금속이나 플라스틱 소재에 대한 의존도를 낮추는 동시에 폐기하기도 더 쉽다. 이 연구의 교신 저자인 히로시 야부(Hiroshi Yabu) 교수는 "우리는 식물의 호흡 메커니즘에서 이 장치에 대한 영감을 얻었다"고 말했다. 야부 교수는 "광합성은 배터리의 충전 및 방전 과정과 유사하다. 식물이 태양 에너지를 이용해 땅의 물에서 설탕을, 공기에서 이산화탄소를 합성하는 것처럼, 우리 배터리는 마그네슘을 기질로 활용해 산소와 물에서 전력을 생성한다"고 설명했다. 연구팀은 배터리를 제작하기 위해 마그네슘 호일을 종이에 접착하고 음극 촉매와 가스 확산층을 종이 반대편에 직접 추가했다. 종이 배터리는 1.8V(볼트)의 개방 회로 전압, 100mA/cm²의 1.0V 전류 밀도, 103mA/cm²의 최대 출력을 달성했다. 야부 교수는 " 이 배터리는 인상적인 성능 결과를 보여줬을 뿐 아니라 독성 물질을 사용하지 않고 엄격한 평가를 통과한 탄소 음극과 안료 전기 촉매를 사용해서 작동한다"라고 덧붙였다. 연구팀은 맥박 산소 측정기 센서와 GPS 센서에서 이 배터리를 테스트해 웨어러블 디바이스에 대한 다용도성을 입증했다.
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[신소재 신기술(32)] 획기적인 '종이 기반' 배터리 개발⋯"식물에서 영감 얻어"
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[신소재 신기술(31)] 나트륨 전고체 배터리 혁신으로 전기자동차 주행거리 2배 향상 가능
- 일본 과학자들이 현재 전기자동차(EV)의 주행 거리를 두 배 이상 늘릴 수 있는 차세대 충전 배터리로의 전환을 가속화할 수 있는 새로운 프로세스를 발견했다. 인디펜던스는 오사카 메트로폴리탄 대학 연구팀이 수행한 이 연구는 스마트폰부터 전기 자동차까지 모든 것에 사용되는 기존 리튬 이온 배터리에서 더 저렴하고 안전한 고체 나트륨 배터리로의 전환을 촉진하는 데 도움이 될 수 있다고 지난 12일(현지시간) 보도했다. 연구원들은 현재 사용되고 있는 리튬 이온 배터리보다 여러 가지 장점이 있는 고체 상태 나트륨 배터리에 주목했다. 고체 상태 나트륨 배터리 개발의 핵심적인 과제는 양산 제조였다. 이번에 개발된 새로운 공정은 배터리 성능에 중요한 역할을 하는 고체 전해질의 대량 합성에 초점을 맞추고 있다. 전고체 나트륨 배터리는 리튬 이온 배터리보다 훨씬 더 풍부한 재료로 만들어졌지만 지금까지 대량 생산이 어려웠다. 일본 오사카 메트로폴리탄 대학 연구팀은 전도성이 높은 전해질의 대량 합성을 통해 이러한 장애물을 극복할 수 있다고 주장했다. 연구팀은 학교 공식 홈페이지를 통해 "대량 합성으로 이어질 수 있는 공정을 통해 세계에서 가장 높은 나트륨 이온 전도성을 지닌 고체 황화물 전해질과 높은 성형성을 지닌 유리 전해질을 생산한다"고 밝혔다. 이번 연구를 주도한 오사카 메트로폴리탄 대학의 아츠시 사쿠다 교수는 "새로 개발된 공정은 고체 전해질과 전극 활성 물질을 포함한 거의 모든 나트륨 함유 황화물 물질 생산에 유용하다"고 말했다. 사쿠다 교수는 "이 공정은 또한 기존 방식에 비해 더 높은 성능을 발휘하는 소재를 쉽게 얻을 수 있어 향후 전고체 나트륨 배터리용 소재 개발의 주류 공정이 될 것으로 기대한다"고 말했다. 고체 황화물 전해질은 상업적 사용에 필요한 것보다 약 10배 높은 세계 최고 수준의 나트륨 이온 전도성을 제공한다. 리튬 이온 배터리에 사용되는 액체 전해질과 달리, 고체 전해질은 배터리를 떨어뜨리거나 잘못된 방식으로 충전할 때도 화재의 위험이 없다. 이러한 획기적인 기술은 전기차 산업에서 뛰어난 성능, 비용 절감, 지속 가능성 개선을 통해 가장 유망한 기술로 입증될 잠재력을 가지고 있다. 또한 이 기술은 전기차 배터리의 충전 용량을 대폭 개선해 주행거리 불안감을 해소할 수 있다. 일본 자동차 제조업체인 도요타는 전고체 배터리를 사용하면 현재 시판 중인 전기 자동차의 2배가 넘는 거리인 1200km의 주행거리를 제공할 수 있다고 주장했다. 이 새로운 배터리의 충전 시간은 10분 정도로 짧을 수 있다. 이번 연구는 '전고체 나트륨 배터리용 황화물 고체 전해질 합성을 위한 반응성 폴리설파이드 플럭스 Na2Sx 활용'이라는 제목의 논문으로 과학 저널 '에너지 저장 재료(Energy Storage Materials)'와 '무기 화학(Inorganic Chemistry)'에 게재됐다. 전문가들은 "그러나 전고체 상태 나트륨 배터리가 상용화되기 전에 추가적인 연구 개발이 필요하다"고 지적했다. 한편, PR뉴스와이어는 15일(현지시간) 보고서 "배터리 종류(나트륨-황, 나트륨-염), 기술 유형(수용액 및 비수용액), 최종 사용 분야(에너지 저장, 자동차, 산업), 지역(아시아 태평양, 유럽, 북아메리카)별 나트륨 이온 전지 시장 - 2028년까지 전망"을 인용해 전 세계 나트륨 이온 전지 시장은 2023년 5억 달러에서 2028년 12억 달러까지 연평균 성장률(CAGR)이 21.5%에 달할 것으로 예상된다고 전했다. 이 매체는 리튬 이온 배터리 대비 경제성으로 인해 나트륨 이온 배터리 시장 성장이 확대될 것으로 예상된다고 덧붙였다. 이는 풍력 및 태양열과 같은 재생 에너지의 변동성을 해결하기 위한 대규모 에너지 저장 장치에 적합하다는 것. 또한 나트륨 이온 배터리는 일반적인 원소인 나트륨을 사용하기 때문에 지속 가능성이 높은 옵션으로 자리 잡고 있으며, 전 세계적인 환경 영향 저감 노력과 맞물려 시장이 성장할 것으로 전망했다. 그러면서 이 시장의 주요 업체로는 중국의 리튬 배터리 제조기업인 닝보 산산(Ningbo Shanshan Co.)과 장시 정투 신에너지 기술(Jiangxi Zhengtuo New Energy Technology), 일본의 레소낙 홀딩스(Resonac Holdings Co.)와 미쓰비시 화학, 한국의 포스코 퓨처엠(POSCO FUTURE M), 독일의 SGL 카본 등이 있다고 덧붙였다.
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- 포커스온
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[신소재 신기술(31)] 나트륨 전고체 배터리 혁신으로 전기자동차 주행거리 2배 향상 가능
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안덕근 산업부장관 "미국과 한미일 산업장관회의 상반기 개최 합의"
- 미국을 방문 중인 안덕근 산업통상자원부 장관은 12일(현지시간) 미국 측과 한미 공급망·산업 대화와, 한미일 산업장관 회의를 올 상반기 내 각각 개최키로 합의했다고 밝혔다고 연합뉴스가 13일 전했다. 안 장관은 이날 워싱턴DC의 주미 한국대사관에서 개최한 한국 특파원 간담회에서 "미국 상무부 장관과의 면담에서 한미 공급망·산업 대화를 통한 폭넓은 성과 도출 방안을 논의했다. 지난해 8월 캠프 데이비드에서 한미일 정상이 신설 합의한 한미일 산업장관회의에서의 협력 방안에 대해서도 논의했다"면서 이같이 밝혔다. 그는 지나 러몬도 상무부 장관과의 면담에 대해 "무역 구제 이슈를 제기하는 등 기업 통상 관련 애로 해소를 위한 노력도 전개했다"고 말했다. 이어 방미 중 개최한 한미 에너지 장관 회담과 관련, "배터리, 전력기자재, 재생 에너지, 수소, 원전 등 양국간 포괄적 에너지 협력 방안에 대해 논의했으며 이를 지원할 수 있는 장관급 에너지 정책 대화의 금년 내 개최를 제안했다"면서 "양국 장관간 소통 채널의 활성화에 공감대를 형성했다"고 전했다. 안 장관은 "우리 기업의 원활한 대미 투자를 위해 미국 행정부 및 상·하원 의원들에게 인플레이션 감축법(IRA), 반도체법 관련 우리 기업에 대한 차별 없는, 충분한 보조금 및 세액공제 지원을 촉구하고 현지 생산설비 완공을 위해 필요한 단기 전문 인력에 대한 원활한 비자 발급을 요청했다"고 말했다. 또 "미국 정부 및 의회에서는 우리 기업의 대미 투자가 미국 경제에 큰 기여를 하고 있다는 점을 충분히 인식하고 있었으며 대미 투자기업의 애로를 해소하기 위해 적극 노력하겠다는 의지를 보였다"고 말했다. 안 장관은 "이번 방미를 통해 한미 관계가 단순히 안보동맹을 넘어서 첨단산업·에너지·공급망 동맹으로 격상됐다는 점을 몸소 체감했다"면서 "어느 때보다 긴밀한 양국 관계를 더욱 공고히 하고 강화해 나가기 위해 정부 차원에서 미국 행정부와 협의를 지속할 것"이라고 전했다. 한편, 한미 양국은 안 장관 방미를 계기로 에너지 분야 협력 확대에 공감했지만, 에너지 분야 갈등 현안인 미국 원전기업 웨스팅하우스와 한국수력원자력의 분쟁은 해결 실마리를 찾지 못한 것으로 전해졌다. 한국 정부는 이 사안이 기본적으로 민간기업 간의 분쟁이라 정부가 개입하는 데 한계가 있지만 기업들이 건설적인 해결책을 도출할 수 있도록 적극 지원하는 것으로 알려졌다. 또한 미국이 원하는 한국의 대중국 반도체장비 수출통제 문제도 협의가 지속적으로 이어지고 있다. 안 장관은 지난 10일 덜레스 국제공항에서 특파원들에게 "기본적으로는 우리 동맹들하고 같이 공조하는 큰 방향에 대해서는 같은 방향으로 가고 있다"면서 "과도하게 (수출통제를 시행해) 문제가 되지 않도록 저희가 관련된 조치들을 끌고 나가기 위해 노력하는 중이다"라고 말했다. 정부는 미국 측에 불필요하게 과도한 수출통제는 할 수 없으며 산업과 시장 상황 등에 살펴서 시행하겠다는 입장을 취하는 것으로 알려졌다. 세계 반도체장비 시장에서 한국이 차지하는 비중이 3.2%, 반도체장비 상위 10개국만 놓고 보면 한국의 비중이 1.6%밖에 안 되는 등 한국의 위상이 높지 않다는 점도 강조하고 있다. 그러면서도 반도체장비 등 분야에서의 다자 수출통제에 참여할 법적 근거를 마련하기 위해 지난 2월 대외무역법을 개정했으며 현재 관련 시행령도 정비하고 있는 것으로 전해졌다. 반면, 중국은 한국이 반도체장비 수출통제에 참여하면 안 된다는 원론적인 입장을 밝혀온 것으로 알려졌다. 이에 한국 정부는 중국과 경제통상 관계를 최대한 안정화하기 위해 노력하고 있으며, 현재 일정을 조율 중인 한중일 정상회의에 맞춰 한중일 상무장관 및 한중 상무장관 회의를 추진하는 것으로 전해졌다. 한편, 한국은 미국의 요청으로 오는 17일 발효되는 인도태평양경제프레임워크(IPEF) 공급망협정에서 운영하는 위기대응네트워크(CRN) 의장국을 맡기로 했다는 전언도 있다.
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안덕근 산업부장관 "미국과 한미일 산업장관회의 상반기 개최 합의"
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[퓨처 Eyes(31)] 드론·AI 로봇, 미국 대규모 농장에 투입⋯미래 농업의 새로운 지평
- 미국에서 최근 농업 분야에 드론과 인공지능(AI) 로봇 등 첨단 기술 도입이 활발하다. 드론이나 레이저 제초기, 로봇 손 등은 농작물 재배와 가공 과정의 일부를 대체할 수 있으며, AI를 탑재한 시스템도 활용되고 있다. 농장주들은 비용 절감을 가져다 주는 이러한 로봇 도입을 환영하고 있지만, 농장 현장 작업자들은 로봇에게 자신의 일자리를 빼앗길까 우려하고 있다. 텍사스주 휴스턴 소재 드론 제조업체 하이리오(Hylio)는 지난 3월 하순 미국 연방항공국(FAA)로부터 단일 조종사가 무거운 드론을 여러 대 동시에 운영할 수 있는 면허를 취득해 농업 분야 혁신을 향한 중요한 발걸음을 내딛었다. FAA의 새로운 규정은 단일 조종사가 3대의 드론을 동시에 운영할 수 있도록 허용해 드론 농업의 효율성을 크게 향상시켰다. 기존 규정에서는 단일 드론 운영시 조종사 1명과 감시원 1명이 필요했다. 드론을 여러 대 운영하기 위해서는 복수의 라이선스 소지 운영자가 필요했기 때문에 비용이 많이 들었다. 또 비행 중량 제한으로 넓은 농지를 경작하는 데 많은 시간이 들었다. 하지만 1명의 조종사가 3대의 드론을 동시에 작동시키면 1시간에 150에이커(약 60만7000㎡)에 농약을 살포할 수 있다. 폭스비즈니스에 따르면 하이리오는 55파운드(약 25kg) 이상의 무게를 가진 여러 대의 드론을 동시에 비행할 수 있는 최초의 면허를 획득했다. 이는 상당한 하중을 운반할 수 있는 드론 사용에 대한 획기적인 허가이며, 드론을 기존 트랙터나 파종기에 버금가는 경쟁력 있는 농업 기계로 급부상시키는 계기가 될 것으로 보인다. 이 드론은 배터리로 작동하며 최대 400파운드(약 181kg)까지 운반할 수 있다. 3대의 드론을 동시에 작동시켜 밭에 비료와 살충제를 살포하는 작업을 수행할 수 있다. 이는 기존 농장 노동자나 농약 살포 비행기가 수행하던 작업을 대체할 수 있으며, 농업 생산의 효율성을 획기적으로 향상시킬 것으로 기대된다. 아서 에릭슨 (Arthur Erickson) 하이리오의 최고경영자(CEO)는 "기존 농업 기계에 비해 초기 투자 비용과 운영 비용이 각각 4분의 1에서 3분의 1 수준으로 저렴하다"고 밝혔다. 실제로 3대의 드론 세트는 단일 트랙터보다 훨씬 저렴하며, 농약 살포 시 불필요한 물 사용을 줄이고 환경 오염을 예방할 수 있다. 또한 씨앗을 뿌리기 적당하게 갈아 놓은 토양을 딱딱하게 압축하지 않아 토양 건강을 유지한다. 현장에서 드론 배터리를 충전하기 위한 발전기 사용량이 적어 연료를 절감한다. 네브래스카 주 농업 기업인 인피니티 프리시즌 Ag(Infinity Precision Ag)의 앤디 크라이케미어는 약 6개월 전부터 주로 접근하기 어려운 곳에서 드론을 사용하기 시작했다. 그는 조종사와 감시원 외에도 드론을 재충전하는 작업 인원 1명이 더 필요하다고 말했다. 크라이케미어는 "이번 FAA의 새 면허 덕분에 이제 2인만으로 3대의 드론을 운영할 수 있다. 3대의 드론을 사용해 작업 범위를 늘릴 수 있을 뿐만 아니라 현장에 필요한 인원 수도 줄일 수 있다"고 말했다. 또 다른 조종사와 추적 장치를 추가하여 최대 6대의 드론을 동시에 운영한다면 농작물을 짓밟거나 토양을 뭉그러뜨리지 않고 더 넓은 지역을 작업할 수 있다. 하이리오에 따르면 드론은 기종당 약 5만 달러(약 6817만원)~8만달러(약 1억원)에 구입할 수 있다. 기존 트랙터는 30만 달러(약 4억원) 이상이며 고급 모델은 70만 달러(약 9억5000만원) 이상에 이른다. 에릭슨은 "최근 코로나바이러스 사태와 공급망 문제로 인해 새로운 트랙터는 엄청나게 비싸다"라고 말했다. 에릭슨 CEO는 "이번 드론 3대 작동 면허 취득은 선례가 되는 중요한 사건이다. 우리 고객과 다른 기업들은 이 사례를 근거로 유사한 허가를 받을 수 있다"고 말했다. 로봇 손·레이저 제초기 등 선봬 2024년 2월 캘리포니아 중앙 골짜기의 툴레에서 열린 세계 농업 엑스포에는 농작물 살포용 자율주행 로봇과 실리콘 '손'으로 부드럽게 딸기를 따는 AI 로봇 등 다양한 첨단 농업 기계들을 선보였다. 농업용 전기 미니 트랙터인 아미가(Amiga)를 개발한 팜-응(farm-ng)의 이선 루블리는 "미래에는 모든 농부들이 코더(컴퓨터 프로그래밍 언어를 사용해 소프트웨어, 웹사이트, 앱 등을 만드는 사람)가 될 것"이라고 말했다. 아미가는 AI 부품을 사용해 장비 운반, 파종, 경운 및 퇴비 퍼뜨리기 등의 작업을 수행하도록 프로그램할 수 있으며, 한 번 충전으로 몇 시간 동안 작동한다. 산호세에서 약 1시간 거리인 와트슨빌에 위치한 팜-응은 실리콘 밸리 투자자들의 주목을 받고 있으며, 지금까지 총 1600만 달러(약 218억원)의 투자를 유치했다. 폴 마이크셀 카본 로보틱스(Carbon Robotics)의 CEO는 자사의 제품인 레이저 제초기(Laser Weeder)를 공개했다. 레이저 제초기는 강력한 적외선 레이저와 고속 카메라를 사용해 잡초를 식별하고 순식간에 제거한다. 이 제초기는 1시간당 약 10만개의 잡초를 제거할 수 있다. 마이크셀은 "레이저 제초기가 나오기 전에는 사람들이 손 도구를 사용하여 농약을 뿌리며 잡초를 제거해야 했다"고 말했다. 에릭신은 드론의 활용 분야는 다양하다고 말했다. 농지 살포 및 파종 외에도 산불로 인해 타버린 지역에 나무씨앗을 뿌리는 데 사용되기도 하고, 수산업 종사자들은 드론을 이용하여 수중으로 조개를 방류하는 데에도 활용하고 있다는 설명이다. 노동력 부족 해결책? 첨단 기술 개발자들은 이러한 발명품이 수십 년 동안 미국 농업 산업을 괴롭혀온 노동력 부족 문제를 완화하는 데 도움이 될 수 있다고 말했다. 미국 농무부 자료에 따르면 1950년과 2000년 사이에 고용된 농장 노동자 수는 50% 이상 감소했다. 2020년대에도 농장 운영자들은 채용 문제에 어려움을 겪고 있다. 드론이나 로봇 손 등 자동화로 전환하는 것은 노동력 부족을 해결하고 농장 노동자들의 힘들고 지루하며 때로는 위험한 작업 일부를 대체할 수 있다. 하지만 농장 노동자 룰루 카르데나스(61·여성)는 농업용 AI 로봇이 자신의 일자리를 빼앗을까봐 걱정하고 있다. 카르데나스는 "뭔가 대체될 것 같은 느낌이 든다"며 "가족을 부양하는 데 어려움을 겪을 것 같다"고 우려했다. 그녀는 20년 전 멕시코에서 이민 온 이후 캘리포니아 센트럴 밸리에서 밭일을 해왔다. CBS 뉴스에서 새로운 종류의 농장 로봇에 대해 설명했을 때, 카르데나스는 인간과 식물 사이의 정신적 교감을 언급하며 실망감을 감추지 못했다. 룰루는 "차가운 기계로 인간의 열을 대체할 수는 없다"고 말했다. 36년 전 멕시코시티 남쪽에 있는 같은 마을에서 온 카르데나스의 친구 아순시온 폰세도 농장 로봇의 새로운 이미지를 보고 화를 냈다. 얼마 전 미국 시민권자가 된 폰세는 "농부들은 이 로봇의 혜택을 받지만 우리로부터 많은 일을 빼앗아가고 있다"고 말했다. 그는 과거에도 농장에서 장비가 일부 작업을 대신하는 것을 본 적이 있지만, '생각하는' 새로운 기계는 이번이 처음이었다. 폰세는 "양파, 마늘, 양상추, 브로콜리를 수확하는 기계가 많이 있다"며 "기계가 많은 인력을 대체헤 이제 겨우 세 사람이 일하고 있다"고 밝혔다. 불법 이민 노동자, 설자리 잃어 일부 대규모 농장과 옹호 단체는 농장 노동자들이 새로운 기술에 적응하고 드론 운영자나 프로그래머로서 새로운 역할을 맡을 수 있는 기술을 개발할 수 있도록 교육 프로그램을 도입했다. 현재 대규모 농장을 경영하는 멕시코 이민자이자 퇴역 군인인 아드리안 미라몬테스는 "우리는 기계를 사용하면서도 사람들을 돌볼 수 있다고 생각한다"면서 "그들은 기꺼이 배우려고 하고 자신과 가족을 위해 더 나은 일을 하려고 한다"고 말했다. 그러나 AI 로봇을 농장에 투입하는 계획은 미국에서 불법 이민자들의 실직으로 이어질 수 있다. 미국 노동부도 이 문제를 모니터링하고 있다. 대변인은 다음 달 노동부가 바이든 대통령에게 AI로 실직한 농장 노동자들을 도울 수 있는 원조 프로그램 추천 목록을 보낼 것이라고 CBS 뉴스에 말했다. CBS는 "새로운 원조 프로그램은 의회의 승인이 필요하다"면서 "이러한 지원 프로그램이 미국 농장에서 일하는 수십만 명의 서류 미비 이민자에게 도움이 될지는 불분명하다"고 전했다.
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