그래핀 전극 이용…신축에 따라 출력변화 없어
기존 소자는 형태변화에 따라 출력변화 정밀 감지에 한계
대구경북과학기술원(DGIST·총장 국양)는 이주혁 에너지공학과 교수 연구팀이 움직임이 많은 일상 활동에서 활용할 수 있는 신축성 마찰대전 발전소자를 개발했다고 12일 발표했다.
최근 웨어러블 디바이스와 바이오센서 등의 다양한 장치가 개발되면서 이에 대한 에너지원 또는 센서로 활용할 수 있는 마찰대전 발전소자가 주목을 받고 있다. 마찰대전 발전소자를 웨어러블 디바이스에서 사용하기 위해서는인체에 접촉되는 소재가 인체에 해가 없어야하고 움직임으로 형태가 변해도 안정적인 출력이 나와야한다. 이 교수는 "하지만 기존의 신축성 마찰대전 발전소자는 형태의 변화가 발전소자 출력에 영향을 줘 정밀한 감지에 제한이 있었다"고 말했다.
이 교수는 한양대(ERICA 캠퍼스) 생명나노공학과 이주헌 교수와 공동으로 그래핀 전극과 PVC-gel을 이용해 마찰대전 발전소자를 만들었다. 인체의 움직임에도 일정한 출력을 낼 수 있는 안정적인 센서라고 연구진은 밝혔다.
이 교수는 "인체의 움직임으로 발생할 수 있는 변형율보다 높은 최대 50%의 신축변형 상황에서도 터치와 압력에 의해 일정한 전기가 출력되도록 구현했다"고 밝혔다. 연구에 사용된 소재들은 생체 안정성 평가도 통과했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단(NRF)과 DGIST가 센서반도체 연구과 개발을 위해 지난해 초 설립한 DGIST센소리움 연구소에 대한 지원사업을 통해 진행됐다. 에너지공학 분야의 저명 국제 학술지 중의 하나인 나노에너지(Nano Energy)에 게재됐다.
DGIST(총장 국양) 기술출자 연구소 기업인 타임에너지솔루션(대표 도영구·손병락)이 내년 1월 열리는 CES 2023에서 수소연료전지 기술 제품으로 ‘지속 가능성, 에코디자인 & 스마트 에너지’ 부문 혁신상을 수상한다.친환경 수소연료전지 발전기인 TES-200은 기존 수소연료전지에서 수소 공급 문제점을 해결해 일반 소비자가 손쉽게 실내외에서 편리하게 사용할 수 있도록 개발한 제품이다. 수소 자체 생산이 가능한 구조로, 수소화합물과 물을 사용해 수소발생 장치에서 수소가 직접 생산된다. 생산된 수소는 수소버퍼에 저장되고, 저장된 수소는 수소연료전지에 공급돼 전력을 생산하는 구조다.손병락 타임에너지솔루션 대표는 “CES 2023에서 현장 관람객과 바이어에게 제품을 선보이고 친환경 수소연료전지 발전기의 뛰어난 기술력을 바탕으로 사업을 확장해 나가면서 기후위기 극복과 탄소중립 달성에 기여하고자 한다”고 강조했다.대구=오경묵 기자 okmook@hankyung.com
기획재정부가 과학기술 특성화 대학인 KAIST(한국과학기술원) UNIST(울산과학기술원) DGIST(대구경북과학기술원) GIST(광주과학기술원) 네 곳을 사실상 교육부 산하로 편입하는 방안을 추진해 논란이 일고 있다. 4대 과기원은 “반도체, 우주, 차세대 원전 등 첨단 연구개발 역량이 퇴보할 것”이라며 반발에 나섰다.11일 과학기술계에 따르면 지난 9일 김완섭 기재부 예산실장과 김동일 경제예산심의관은 4대 과기원 총장과 과학기술정보통신부 관계자를 불러 온라인 회의를 열고 “4대 과기원 예산을 고등·평생교육지원 특별회계에 포함시킬 예정”이라고 말했다. 이렇게 되면 1980년 한국과학기술원법 등이 제정된 이후 40여 년간 지속돼온 과학기술 인재 양성 예산 구도가 완전히 바뀐다.고등·평생교육지원 특별회계는 초·중·고교 운영에 쓰는 지방교육재정교부금 여분을 돌려 대학 등 고등교육기관을 지원하기 위해 정부가 도입하려는 계정이다. 국회에 계류돼 있는 ‘고등·평생교육지원 특별회계법안’에 따라 추진하고 있다. 학령인구 감소에 따라 내년 지방교육교부금은 77조여원으로 올해보다 12조원 이상 증가할 것으로 예상된다.문제는 고등·평생교육지원 특별회계 운영과 심의 권한이 각각 교육부와 국회 교육위원회에 있다는 점이다. 4대 과기원은 과기정통부로부터 올해 기준 1조8000억여원의 예산을 받아 연구개발(R&D), 인건비 등에 사용하고 있다. 반면 220여 개 사립대와 국·공립대 예산은 약 54조원이다.4대 과기원 예산이 특별회계로 들어가면 이들 예산이 ‘한 주머니’에 섞여 과기원 설립 취지가 근본적으로 훼손된다는 지적이 나온다. 4대 과기원 총장도 우려를 나타냈다. 한 과기원 총장은 한국경제신문과의 전화 인터뷰에서 “특별회계 편입안이 관철되면 KAIST도 머잖아 평범한 일반대 중 하나로 전락할 것”이라고 말했다.이해성 기자 ihs@hankyung.com
“지난 40년간 과학기술원 예산을 별도로 편성해 왔습니다. 첨단 과학기술을 안정적으로 연구하라는 이유에서였습니다. 이제 예산을 전국 수백 개 대학·전문대와 섞어서 나눠 쓰게 되면 첨단 과학기술 연구와 과학 영재를 위한 수월성 교육을 추진하긴 어려울 것입니다.” (모 과학기술원 고위관계자)기획재정부가 관련 기관과 충분한 사전 협의 없이 4대 과기원 예산을 현재 과학기술정보통신부 운영지원 예산에서 교육부가 관리하는 고등·평생교육지원특별회계로 옮기는 방안을 추진하자 과학기술계가 강하게 반발하고 나섰다. KAIST 등 ‘상위 1% 이내’ 수월성을 추구하는 연구중심 대학이 외국 대학·기업과 경쟁하기 위해 선제적으로 추진하는 첨단기술 연구에 족쇄가 채워질 가능성이 높다는 이유에서다. 윤석열 대통령이 취임 후 줄곧 강조해 온 ‘과학기술 중심 혁신국가’ 실현과도 배치된다는 지적이다. ◆긴축재정 ‘유탄’ 맞은 과학계11일 과학기술계에 따르면 기재부는 지난주 4대 과기원 예산을 고등·평생교육지원 특별회계에 편입할 방침이라고 통보했다. 기재부가 긴축재정을 구체화하는 과정에서 예정에 없던 4대 과기원의 미래 연구 자금에까지 손댄 것이다.기재부는 “과기정통부 일반회계에서 교육부 특별회계로 변경해도 관리 감독 및 예산 편성 권한을 교육부가 아니라 과기정통부가 맡고 지원금액도 줄지 않을 것”이라는 입장이지만 과학기술계는 과학연구의 특수성을 무시한 처사라고 반발하고 있다. 우주항공, 인공지능(AI), 2차전지, 소형모듈 원자로(SMR) 등 미래 먹거리를 다루는 첨단기술 연구는 그동안 4대 과기원이 주도적으로 사업을 계획하고 예산을 마련해왔는데, 교육부가 재정 지원 형태로 개별 대학에 교부금을 나눠주는 예산 구조로는 선제 대응이 사실상 불가능하기 때문이다.4대 과기원은 각 특별법에 의해 운영되는 연구중심 대학이다. 매년 말 각 과기원 총장들이 수백 쪽 분량의 내년도 사업계획서를 작성, 과기정통부 등과 협의해 최종 예산을 받는다. 이 같은 독특한 연구자금 마련 구조는 세계적으로 앞선 과학기술을 연구할 수 있는 배경으로 꼽혀왔다. 삼성전자 반도체를 개발하는 석·박사급 인력의 25%가 KAIST 출신이다.KAIST는 AI에 관한 인식이 거의 없던 1990년 10억원의 정부출연금을 마중물로 ‘인공지능연구센터’를 세우면서 관련 연구를 시작했다. 이후 누적된 AI 분야 연구 실적에 힘입어 KAIST는 2020년 세계 컴퓨터사이언스(CS) 랭킹 7위를 기록했다.한국 최초 인공위성 ‘우리별’ 사업도 교육부가 통제하는 구조에서는 불가능했을 것이라는 분석이다. KAIST는 1989년 한국과학재단으로부터 받은 1억원 등 9억9000만원으로 자체 ‘인공위성연구소’를 세웠다. 1992년 한국 첫 번째 인공위성 ‘우리별 1호’가 발사됐고, 후속 연구가 이어져 한국은 오늘날 달 탐사선을 제작해 쏘아 올리는 단계에 접어들었다. 과학기술계에서는 “KAIST가 미국 매사추세츠공대(MIT)와 스탠퍼드대 사이에서 어깨를 나란히 하는 수준까지 오른 것은 자체적으로 사업 및 예산구조를 짠 덕”이라는 평가가 나온다. ◆“평등 요구, 첨단연구 족쇄 될 것”현재 4대 과기원은 국가 핵심 기술 개발을 도맡고 있다. UNIST(울산과학기술원)는 지난 9월 탄소 포집·이용·저장(CCUS), 청정수소 생산 등 신재생에너지 기술 연구를 시작했다. DGIST(대구경북과학기술원)는 2011년부터 한국뇌연구원을 설립하고 뇌 질환과 관련한 신약 개발 및 뇌파 분석 연구 등을 하고 있다.이런 상황에서 회계 구조가 바뀌면 각종 연구개발 사업에 차질이 불가피하다. 한 과기원 고위관계자는 “세계적인 연구 성과를 꾸준히 내기 위해서는 필요한 순간에 그때그때 연구개발비 증액이 이뤄져야 한다”며 “교육부 특별회계에 과기원이 포함되면 일반대와 동일 잣대로 비교되면서 선제적 투자가 불가능해질 것”이라고 우려했다.학생 1인당 교육비가 하향 평준화되고 ‘전교생 장학금’ 같은 우수 이공계 학생 유치 전략도 어려워질 수 있다. 올해 4대 과기원이 학생 1명에게 투자하는 교육비용은 최대 1억483만원에 이르지만 전액 학교에서 부담한다. 반면 일반 국·공립대 및 사립대의 학생 1인당 교육비는 4대 과기원의 50% 수준이다.한 과기원의 고위관계자는 “전국 200여 개 대학뿐만 아니라 전문대, 평생교육원과 같이 예산이 묶이면 4대 과기원의 학생 1인당 교육비가 높다는 지적이 나올 수밖에 없다”며 “형평성 문제가 반복되다 보면 과기원 예산이 결국 산산이 흩어질 것”이라고 지적했다.김진원 기자 jin1@hankyung.com
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