시사위크=박설민 기자

◇ 한국핵융합에너지연구원, 인공태양 KSTAR, 1억도 30초 운전 성공

한국의 인공태양 KSTAR가 이온온도 1억도 초고온 플라즈마를 30초간 유지하는 데 성공하며 초고온 플라즈마 장시간 운전 기록을 경신했다.

한국핵융합에너지연구원 KSTAR 연구본부는 22일 KSTAR 플라즈마 실험에서 핵융합 핵심 조건인 1억도 초고온 플라즈마 운전을 30초간 유지하는 데 성공했다고 밝혔다. 

KSTAR는 우리 기술로 완성한 초전도핵융합연구장치로 2008년부터 핵융합에너지 실현의 핵심인 초고온 플라즈마의 장시간 유지를 위한 기술 확보를 위해 연구를 수행하고 있다. 핵융합에너지는 태양에너지의 원리인 핵융합 반응을 통해 에너지를 발생시키는 것으로 탄소를 발생시키지 않는 청정한 에너지로 주목받고 있다

한국핵융합에너지연구원은 “KSTAR는 2018년 핵융합 플라즈마 이온온도 1억도 도달 성공 이후 매년 유지시간을 연장하는데 성공했다”며 “지난해에는 20초 연속 운전에 성공하며 세계 핵융합 장치 중 최장 기록을 달성했고, 올해 실험을 통해 10초간 추가 연장에 성공하며 세계적 수준의 연구 성과를 이어가게 됐다”고 설명했다.

핵융합(연) 유석재 원장은 “지난해 독립연구기관으로 새로운 출발을 알리며 더욱 안정적인 연구 환경 속에서 핵융합에너지 실현을 위한 도전적인 연구를 이어갈 수 있었다”며 “핵융합 핵심기술의 적기 확보를 통해 우리나라가 진정한 에너지 강국이 될 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.

◇ KAIST, 극소량의 물로 전기 만들어내는 기술 개발 

한국과학기술원(KAIST)는 23일 2차원 전도성 나노물질인 맥신(MXene) 소재와 극소량의 물(30 마이크로리터μL)로 전기에너지를 생성하고, 이 에너지로 배터리를 충전할 수 있는 친환경 발전기를 개발했다고 밝혔다.

이번 연구를 진행한 KAIST 신소재공학과 김일두 교수 연구팀은 최근 연구에서 전도성 탄소 나노 입자가 코팅된 면(cotton) 섬유의 한쪽 표면에 소량의 물을 떨어뜨리면 젖은 영역과 마른 영역으로 나뉘게 되면서 작은 양의 전기에너지가 발생하는 것을 발견했다.

연구팀은 해당 연구 결과를 토대로 발전 효율을 높이고자 했다. 이에 물과 친한 친수성 표면을 가지며 빠른 모세관 현상을 유발할 수 있는 2차원 전도성 물질에 주목했고, 2차원 물질 중에서도 전도도가 금속에 가까운 물질 중 하나인 맥신 계열의 ‘Ti₃C₂Tx’를 면섬유에 코팅해 발전기를 제조했다. 그 결과, 자가발전기 16개를 병렬로, 10개를 직렬로 총 160개를 연결해 상용 리튬폴리머 배터리(30 mAh, 3.7 V)를 20분간 14%의 용량을 충전하는 데 세계 최초로 성공했다.

연구팀은 “기존 탄소 나노 입자가 적용된 발전기 보다 약 24배 높은 에너지 효율을 보였다”며 “또한 맥신을 전도성 고분자(Polyaniline)와 추가적으로 복합화 했을 때 탄소 나노 입자를 사용했을 때보다 약 100배 더 높은 에너지 효율을 달성했다”고 설명했다.

KAIST 신소재공학과 김일두 교수 “이번에 개발한 기술은 어디서든 쉽게 구할 수 있는 물이나 땀, 또는 대기 중 흩날리다 사라지는 수분을 에너지원으로 활용할 수 있는 에너지 하베스팅 기술”이라며 “높은 에너지 출력을 활용한 비상 전력 생산 또는 자가 발전기 크기 증대를 통해 대용량 이차전지를 충전하는 비상 전원 용도 등으로 활용할 수 있다ˮ라고 전했다.