국내 연구진이 기존의 태양전지보다 더욱 가볍고 잘 휘어지는 것은 물론 최고의 효율을 갖춘 태양전지를 개발해 향후 건물, 자동차, 항공기, 우주탐사 등에 적용될 것으로 기대된다. 한국에너지기술연구원(원장 이창근, 이하 에너지연)이 초경량 유연 페로브스카이트/CIGS 탠덤 태양전지를 제작하고 세계 최고 효율을 달성하는 데 성공했다고 3일 밝혔다. 이번 연구는 에너지·재료 분야 국제 저명학술지인 ‘줄(Joule, IF 38.6)’ 지의 3월호에 게재됐으며, 한국에너지기술연구원 기본사업의 지원으로 경상국립대학교 이태경 교수, 연세대학교 김해진 교수와의 공동 연구를 통해 수행됐다. 태양광 발전에는 실리콘 기반의 단일접합 태양전지가 주로 사용된다. 생산 단가가 싸고 대량 생산에 유리하기 때문이다. 그렇지만 전력 생산 효율의 한계가 명확해 실리콘 태양전지에 페로브스카이트 태양전지를 접합하고 효율을 높인 탠덤 태양전지가 주목받고 있다. 페로브스카이트(Perovskite)는 티탄산칼슘(CaTiO₃)과 같은 결정구조를 갖는 물질로, 빛을 효과적으로 흡수하여 차세대 태양전지 소재로 주목받고 있다. 페로브스카이트/실리콘 탠덤 태양전지는 34.6%의 높은 효율을 자랑한다. 그러나 무게가 무겁고 물리적인 충격에 약해 경량성과 적용성이 중요한 자동차, 항공기, 인공위성 등 분야에는 활용에 제한이 있다. 이를 극복하기 위해 유연 박막 페로브스카이트/CIGS 탠덤 태양전지가 개발되고 있다. 에너지연 연구진은 유연 탠덤 태양전지 제작 공정의 작업성과 전지의 유연성, 경량성을 높이기 위해 ‘리프트오프(Lift-off)’ 공정을 개발하고 태양전지의 성능 향상 원인을 규명했다. 이를 통해 제작된 페로브스카이트/CIGS 탠덤 태양전지는 23.64%의 전력 생산 효율을 나타내 세계 최고 수준을 달성했다. 연구진이 개발한 리프트오프 공정은 유리 기판 위에 폴리이미드층을 코팅하고 그 위에 페로브스카이트/CIGS 탠덤 태양전지를 제작한 뒤 분리하는 방식이다. 유연성이 좋은 폴리이미드 필름 자체를 기판으로 활용하던 기존 공정과 달리, 딱딱한 유리를 지지기판으로 활용하기 때문에 태양전지의 각 층이 균일하게 증착돼 성능과 제작 재현성이 높아졌다. 또 연구진은 전지의 결함을 줄여 성능을 향상시키는 방법도 규명했다. 전지 제작 과정 중 칼륨 등의 알칼리 금속 원소는 유리기판에서 CIGS 광흡수층으로 확산된다. 이때 칼륨이 과하게 확산되면 광흡수층 내에 전하의 흐름을 방해하는 결함을 발생시켜 전지의 성능이 저하될 수 있다. 연구진은 계산과학을 통해 유리기판 위에 코팅된 폴리이미드층이 칼륨의 확산을 억제할 수 있음을 예측하고 전지에 적용해 CIGS 광흡수층의 결함을 최소화하는데 성공했다. 이를 통해 제작된 태양전지는 23.64%의 전력 생산 효율을 나타냈으며 기존 유연 페로브스카이트/CIGS 탠덤 태양전지의 최고 효율인 18.1%를 크게 웃돌았다. 이외에도 연구진은 제작된 CIGS 태양전지의 내구성을 검증하기 위해 십만 번의 구부림 테스트를 진행한 결과, 연구진이 제작한 태양전지는 초기 효율의 97.7%를 유지해 우수한 내구성을 나타냈다. 연구를 주도한 정인영 선임연구원은 “이번 연구는 유연성과 경량성을 갖춘 고효율 차세대 태양전지 기술의 상용화 가능성을 증명한 핵심 성과”라며, “향후 효율 30%급 초경량 유연 태양전지 실현을 위한 중요한 이정표”라고 밝혔다. 교신저자인 김기환 책임연구원은 “제작된 전지의 무게당 출력비는 페로브스카이트/실리콘 탠덤 태양전지보다 약 10배가량 높아 초경량 모듈이 필요한 건물 외장재, 차량, 우주 항공 등 다양한 분야에 적용할 수 있을 것으로 기대된다”며 “대면적화 공정 개발과 안정성 향상 연구를 추진해 관련 산업의 경쟁력 강화와 신·재생에너지 보급 확대에 크게 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다.
대한항공이 미국 방산업체 안두릴과 자율형 무인기 개발을 위한 MOU를 체결했다. / 대한항공 대한항공이 미국 방산업체 안두릴(Anduril)과 자율형 무인기(AAV) 개발 협력을 위한 양해각서(MOU)를 체결했다고 2일 밝혔다. 이번 MOU는 한국과 미국에서 개발하는 자율형 무인기 사업 협력과 안두릴의 아시아 생산 기지 한국 구축 검토 등 무인기 개발과 유·무인 복합 능력 증진을 위한 상호 협력이 주요 골자다. 대한항공은 현재 한국군 전력화를 위한 중고도 무인기 생산과 함께 최신 무인기 기술 개발에 주력하고 있다. 안두릴은 인공지능, 무인기 개발, 데이터 분석 등에 특화된 신흥 방산업체로, 실리콘밸리의 최첨단 기술을 바탕으로 방산 시장의 새로운 패러다임을 주도하고 있다. 2일 대한항공 항공우주사업본부 서울사무소에서 진행된 협약식에는 임진규 대한항공 항공우주사업본부장과 브라이언 쉼프 안두릴 공동창업자 겸 최고경영자(CEO) 등 양사 주요 관계자들이 참석했다. 대한항공 관계자는 "국내 최고의 무인기 체계 업체와 세계 최고의 AI 및 유·무인 복합 기술 보유 기업 간 협력이 우리 군의 무인기 개발 요구사항을 충족하고 국내 기업의 세계 시장 진출 발판 마련에 기여할 것"이라고 밝혔다. 한편, 방위사업청도 안두릴과 첨단 유·무인 복합체계 공동개발을 위한 MOU를 체결했다. 두 기관은 한국의 연구개발 및 생산 역량과 안두릴의 첨단 기술력을 결합한 실질적 협력 방안을 마련하기로 했다. 방사청 체결식에는 대한항공을 비롯해 한화에어로스페이스, 한화시스템, 한국항공우주산업(KAI), LIG넥스원 등 국내 주요 체계업체 대표들이 함께했다. 석종건 방사청장은 "안두릴과의 협력으로 미래 무기체계 개발 역량을 강화하고 국내 방산업체의 글로벌 경쟁력 확보를 지원하겠다"고 말했다.
경상남도는 우주항공청(KASA) 개청을 계기로 올해 842억원을 투입해 8개 주요 사업을 추진한다. 이를 통해 경남을 대한민국 우주산업의 중심지로 자리매김할 계획이라고 2일 밝혔다. 핵심 인프라 구축을 위해 사천시에 '우주환경시험시설(2024~2028, 1554억원)'과 '위성개발혁신센터(2024~2026, 371억원)'를 건립한다. '우주환경시험시설'은 위성 개발을 위한 필수 시험시설이며 '위성개발혁신센터'는 연구·개발·사업화 지원을 담당한다. 위성산업 경쟁력 강화를 위해 진주샛-1의 후속작 '6U급 초소형위성(진주샛-2)'을 2027년까지 50억원을 투입해 개발한다. 이 위성은 해양 감시와 재진입 폐기 기술 검증에 활용될 예정이다. 기업 지원책으로 '경남 우주산업 혁신생태계 조성사업(6억원)'을 추진하며 시제품 개발과 시험·인증, 글로벌 마케팅을 지원한다. 특히 9월 호주 시드니에서 열리는 국제우주대회 참가를 지원해 해외시장 진출을 돕는다. 또한 '위성정보 활용 행정서비스 개발 시범사업'을 새롭게 도입해 산림·해양·재난 관리에 위성 데이터를 활용할 계획이다. 우주산업 핵심부품 국산화(1억6000만원)에도 나서 위성체와 지상국 부품의 기술 자립도를 높인다. 국내외 기업과 협력을 위한 '경남 국제 우주항공 포럼 및 콘퍼런스(6억원)'도 연 5회 개최한다. 인력 양성을 위해 '우주분야 전문인력 양성사업(13억5000만원)'으로 위성기술 석·박사 과정 교육을 지원하고 '우주산업 실무형 인재 양성 기업 트랙(4억원)'을 통해 중소기업과 연계한 실습 교육을 제공한다. 경남도는 “우주항공청 개청과 클러스터 조성을 통해 우주산업 선도지역으로 도약하고 ‘세계 5대 우주강국 실현’에 기여하겠다”며 “기업지원과 인재 양성 등 세부 사업은 4월 중 경남테크노파크 홈페이지에 공고할 예정”이라고 밝혔다.
한국항공우주산업진흥협회는 '한국우주항공산업협회'로 협회 명칭을 바꾸고 '우주항공협회'라는 약칭을 신설했다고 1일 밝혔다. 우주항공협회는 지난 2월 28일 열린 제33차 정기총회에서 협회 명칭 변경 및 소관부처를 산업통상자원부에서 우주항공청으로 이관하기 위한 정관 개정안을 심의·의결하고, 우주항공청 인가 및 변경등기를 거쳐 명칭 변경절차를 모두 마무리했다. 이번 명칭 변경은 우주청 출범 등에 따른 명칭 일관성 및 통일성을 확보하고 명칭을 간소화하기 위해 진행됐다고 협회는 설명했다. 올해 우주항공협회는 △우주항공산업 생태계 고도화 지원제도 마련 △수출 경쟁력 및 공급망 강화를 위한 사업 발굴 △회원사 우선 지원 등을 중점 추진하기로 했다. 강구영 우주항공협회장은 "명칭 변경을 계기로 우주항공 분야 미래 먹거리 발굴, 우주항공 및 이종 분야 간 융복합 추진 등 뉴 에어로스페이스 시대를 이끄는 선도적인 역할을 하겠다"며 "동시에 우주항공 산업계의 발전을 위해 정책 건의 및 추진, 국제협력 및 수출 활동 지원, 예산 확보 및 제도 개선 기여 등 우주항공 강국으로 나가기 위한 조력자가 되겠다"고 말했다. 우주항공협회는 1992년 설립된 정부 산하 우주항공산업 대표 단체로 국내외 우주항공 기업 150여 개가 회원사로 가입해 있다.
태백시가 폐광자원을 활용한 실증 시연이 진행되고 있다. / 태백시 강원도 태백시가 한국지질자원연구원과 함께 폐광자원을 활용한 우주자원 개발의 가능성을 모색하는 실증 시연을 31일 옛 함태광업 폐갱도에서 진행했다. 이날 실증 행사는 한국지질자원연구원에서 우주자원 개발을 위해 연구한 3D 모델링 및 랜더링 장비 등 총 6종을 실증하는 시연으로 열렸다. 시연에는 이철규 국회의원, 이상호 태백시장, 이평구 한국지질자원연구원장을 비롯해 연구원, 협력기업체 관계자들이 참석했다. 앞서 태백시는 지난달 11일 한국지질자원연구원과 업무협약을 한 후 국가 미래 전략사업으로 폐광지를 활용하는 사업을 추진하고 있다. 태백시는 이번 시연회를 통해 폐광에 따른 폐갱도 등 지역자원을 기반으로 우주 환경과 유사한 지형과 자원개발 조건을 묘사해 자원개발 기술 장비를 실증했다. 태백시는 우주 탐사와 자원 개발이라는 미래 자원산업 실현을 위한 첫걸음이라는 데 의미가 있다고 설명했다. 태백시 관계자는 "이번 행사를 계기로 우주 탐사장비의 개발과 테스트를 위한 우주 자원개발 실증단지로 성장과 발전이 될 수 있도록 하겠다"며 "폐광으로 어려움을 겪는 지역에 일자리 창출 등이 이뤄져 인구소멸 위기를 극복하는 데 도움을 줄 것으로 기대한다"고 말했다.
KERI가 무인탐사연구소와 협업 개발 중인 달 탐사 로버(위쪽 사진)와 달 탐사 로버에 탑재되는 전기연 전기파워트레인. / 전기연, 연합뉴스 한국전기연구원(KERI, 이하 전기연)은 국내 유일 '로버(Rover)' 제조기업인 '무인탐사연구소(UEL)'에 전기파워트레인 기술을 이전했다고 3월 31일 밝혔다. 로버는 달이나 행성 표면을 돌아다니면서 지형·온도 등 각종 환경조건을 분석하고, 자원 탐사 임무를 수행하는 유무인 차량이다. 국내 우주 개발 로드맵에는 2032년까지 한국형 달 탐사 착륙선 개발이 예정돼 있고, 다양한 과학적 임무를 수행할 탑재체 중 하나로 로버가 고려되고 있다. 그러나 전기파워트레인으로 불리는 로버의 핵심 부품을 여전히 수입에 의존하고 있어 기술 자립이 시급한 상황이다. 전기파워트레인은 배터리 전원이 바퀴를 구동시키기까지의 과정에서 전기적으로 힘을 전달하는 장치들을 일컫는다. 배터리-컨버터-인버터-모터-제어기 등으로 구성된다. 로버 핵심 부품의 가격은 산업용의 10배 이상일 정도로 비싸다. 구매 조달 일정도 최소 6개월 이상 잡아야 하고, 국가 규제에 따라 구매 자체가 불가능한 품목도 있다. 특히 로버 사양이나 디자인이 긴급하게 변경될 경우 이에 맞는 부품이 부족해 구매 리스크에 시달릴 수도 있다. 이런 점들을 고려하면 우주항공 산업 발전을 위해서는 전기파워트레인의 국산화가 꼭 필요한 실정이다. 전기연 항공모빌리티추진연구팀은 최근 UEL의 로버에 들어가는 전기파워트레인 구동모듈에 대한 기술이전 계약을 마쳤다. UEL은 국내 유일의 로버 제조기업이자 G20 우주정상회의 한국 대표로 참가한 바 있다. 두 기관은 기술이전 이후에도 지속적인 공동연구를 이어가며 다양한 산학연 협업을 통해 로버의 핵심 부품을 국제적 수준까지 끌어올려 나가기로 했다. 이지영 항공모빌리티추진연구팀장은 "전기연은 가볍고 열적 안정성이 높은 전기파워트레인 기술력을 보유해 국내 항공 모빌리티 분야에서 주목받아 왔다"며 "UEL과는 앞으로 정부의 대형과제 수주에도 협력할 것"이라고 말했다.
성능검증위성 임무 상상도. / 항우연 임무가 끝난 인공위성을 우주 사이버 보안 기술에 재활용하는 사업이 추진된다. 한국항공우주연구원(항우연)과 국가보안기술연구소(국보연)는 증가하는 우주 사이버 보안 위협에 대응해 임무가 끝난 성능검증위성(PVSAT)을 사이버 보안 기술 시험에 활용한다고 28일 밝혔다. 2022년 6월 한국형 발사체 누리호(KSLV-Ⅱ)에 실려 궤도에 성공적으로 안착한 성능검증위성은 지난해 8월 국내 산업체 개발 기술 검증 등 2년간의 임무를 성공리에 마쳤다. 양 기관은 위성개발과 운영 경험이 있는 항우연과 보안기술 전문기관인 국보연의 전문성을 결합해 우주 사이버보안 기술력을 높인다는 목표로 공동 연구를 추진하기로 했다. 국가정보원과 우주항공청도 사이버 위협으로부터 우주 자산을 보호하기 위해 지난해 6월부터 관계기관 합동으로 '위성 사이버보안 협의체'를 구성해 운영하고 있다. 이상철 항우연 원장은 "이번 협력 사업을 통해 우주 사이버보안 연구 저변을 확대하고, 국내 산업계와 학계에서도 연구 목적의 국가 우주자산 활용이 가능하도록 유사 사업을 적극 발굴해 추진하겠다"고 말했다. 황수훈 국보연 소장은 "우주 자원과 기술에 대한 국가 간 경쟁이 치열해지면서 우주 공간이 새로운 국가 안보 영역으로 인식되고 있다"며 "국내 우주 분야 국가 경쟁력 향상과 국가 안보 유지를 위해 적극 지원하겠다"고 밝혔다.
경상국립대학교 우주항공대학은 3월 25일 저녁 가좌캠퍼스 항공우주산학 협력관에서 윤영빈 우주항공청장을 초청해 특강을 개최했다. 이번 특강은 우주항공대학 대학원 우주항공정책학부의 '우주항공정책론' 교과목 강의의 하나로 마련됐다. 윤영빈 청장은 '우리나라 우주개발 현황과 미래'라는 주제의 특강에서 우리나라 우주개발의 역사와 주요 성과를 소개하고, 현재 진행 중인 프로젝트와 앞으로 추진될 전략을 상세히 설명하며 국가 우주개발의 방향성을 제시했다. 나로호 개발, 한국형 발사체 개발, 달 탐사 1단계 사업 등 과거 성과를 조명하고, 차세대 발사체 개발, 우주 탐사 확대, 민간 우주 산업 육성 등 미래 전략에 대한 견해를 밝혔다. 또 윤 청장은 우주항공 5대 강국 실현 및 국가 주력 산업화 목표 달성을 위한 우주항공청의 핵심 추진 과제들을 설명하며 대한민국의 세 번째 기억을 창조하겠다는 비전을 소개했다. 이날 강연에는 권진회 총장을 비롯해 다양한 전공의 학부생과 교수진, 연구기관, 산업계, 학계, 군 관계자 등 300여 명이 참석해 높은 관심을 보였다. 강연은 2시간 넘게 이어졌으며 학생들의 질문이 쏟아져 예정된 시간보다 길어지는 등 큰 호응을 얻었다. 윤영빈 청장은 서울대학교 항공우주공학과를 졸업하고 미국 미시간대학교에서 항공우주공학 박사 학위를 취득한 후 서울대학교 항공우주공학과 교수로 재직하며 액체 로켓, 가스 터빈 엔진 등을 연구하고, 나로호 개발, 한국형 발사체 개발 등에 참여한 바 있다. 2024년 4월 우주항공청 초대 청장으로 임명돼 우리나라 우주항공 개발 정책 수립과 실행을 총괄하고 있다. 허기봉 우주항공대학 학장은 "윤영빈 청장의 강연은 항공우주 전공자뿐만 아니라 다양한 전공의 학부생들이 우주 개발에 대한 넓은 관심을 보여준 점이 인상적이었다"고 말했다.
강석진 중소벤처기업진흥공단 이사장. / 중진공 강석진 중소벤처기업진흥공단 이사장은 26일 “기술력이 뛰어난 우주항공 분야 기업들이 글로벌 기업으로 성장할 수 있도록 적극 지원하겠다”고 밝혔다. 강 이사장은 이날 대전 소재 우주항공 부품 전문기업인 스페이스솔루션을 방문해 현장을 점검하며 이같이 말했다. 스페이스솔루션은 우주항공 및 정밀 제조 분야 기술력을 보유한 기업으로 2010년부터 한국형 우주 발사체 ‘누리호’ 프로젝트에 참여해 관련 밸브 및 탱크, 추력기 자세제어시스템 등을 개발해 왔다. 2023년에는 국내 최초 ‘우주모태펀드’ 1호 투자처로 선정됐고, 최근에는 해외 위성 부품 시장 진출 및 글로벌 항공우주 기업들과의 협력 확대를 추진하고 있다. 이날 강 이사장은 기업의 생산시설과 연구개발(R&D) 현장을 직접 둘러보며 핵심 기술 및 제품을 확인하고, 글로벌 시장 진출 전략과 중진공의 지원 방안에 대해 논의했다. 강석진 이사장은 “우주항공 산업은 대표적인 미래 신산업으로 현재 국내 기술 수준은 꾸준히 발전하고 있어 앞으로의 도약이 더욱 기대된다”고 말했다.
한화시스템과 한국전자통신연구원이 ‘6G 저궤도 위성통신 시스템 기술개발’ MOU를 맺었다. / 한화시스템 한화시스템은 과학기술정보통신부 산하 국책 연구기관 한국전자통신연구원(ETRI)과 서울 중구에 위치한 한화빌딩에서 ‘6G 저궤도 위성통신 시스템 기술개발’ 업무협약(MOU)을 체결했다고 21일 밝혔다. 한화시스템이 국내외 민간·군용 통신망을 아우르는 초고속 위성통신 기술을 확보하고, 독자적인 글로벌 우주 인터넷 플랫폼 구축을 추진하고 있는 것이다. 협약식에는 손재일 한화시스템 대표이사와 방승찬 ETRI 원장을 비롯한 양 기관 주요 임원들이 참석했다. 협약에 따라 양 기관은 국내 6G 저궤도 위성통신 실현을 위해 필요한 △6G 저궤도 통신위성 개발 기술 △다계층 통신을 위한 네트워크 기술 △우주·항공용 반도체 기술 △지능형 전자기 스펙트럼 관리 기술 등 다양한 분야의 기반 기술을 공동으로 개발한다. 6G 저궤도 위성통신은 5세대 이동통신(5G)보다 수십 배 빠른 것으로 알려진 6세대 이동통신(6G)을 저궤도 통신위성을 통해 구현하는 차세대 첨단 통신 서비스다. 지상에서만 이용할 수 있는 기존 지상망과 다른 위성망을 이용하기 때문에 오지를 포함한 지상·해상·공중 등 시공간 제약 없는 통신 서비스를 제공한다. 특히 정지궤도(고도 3만5000km 이상)보다 낮은 상공에서 지구와 가깝게 도는 저궤도 위성(고도 200~2000km)을 이용하기 때문에 더욱 빠르고 지연 없는 통신을 가능하게 한다. 향후 국내에 6G 저궤도 위성통신이 상용화될 경우, 높은 고도를 비행하는 항공기 및 망망대해를 항해하는 선박 내에서도 초고속 6G 통신을 자유롭게 이용할 수 있을 것으로 기대된다. 양 기관은 현재 스타링크·아마존 등 해외 기업들이 시장을 넓히고 있는 저궤도 위성통신 영역을 순수 우리 기술을 통해 독자적으로 구축해 통신 주권을 확보한다는 방침이다. 향후 글로벌 진출도 원활히 할 수 있도록 전략적인 협력을 이어나갈 계획이다. 송성찬 한화시스템 우주사업부장은 “이번 MOU를 통해 한화시스템은 초고속 우주 인터넷 실현을 위한 한 걸음을 또 내디딜 수 있게 됐다”며 “대한민국의 안보 및 국민의 편의를 높이기 위해 앞으로도 국내 군용 및 민간용 저궤도 위성통신 서비스 기술을 지속 개발하고, 글로벌 시장 수출에도 매진할 것”이라고 말했다.
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