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국표원, ‘리튬 이차전지 양극재의 화학 분석 방법’ 국가표준 제정산업통상자원부 국가기술표준원은 ‘리튬 이차전지 양극재(니켈․망간․코발트 삼원계)의 화학 분석 방법’에 대한 국가표준을 29일자로 제정 및 고시한다고 밝혔다. 표준명은 ‘리튬 복합 산화물의 화학 분석 방법 – 제1부: 리튬 니켈 망간 코발트 산화물(NMC)’이며 표준번호는 ‘KS L 1629-1’이다. 양극재는 리튬 이차전지의 4대 핵심소재(양극재, 음극재, 전해질, 분리막) 중 하나로 배터리의 성능과 가격을 결정짓는 가장 중요한 소재다. 양극재 내의 ▲주 성분(리튬, 니켈, 망간, 코발트 등) ▲미량 성분(알루미늄, 지르코늄 등 금속성 불순물) ▲잔류리튬(탄산리튬, 수산화리튬)의 함량은 배터리의 성능과 신뢰성, 안정성에 직접적인 영향을 미치기 때문에 고순도 양극재의 개발을 위해서는 성분분석이 필수다. 국표원은 그간 양극재 생산기업 및 배터리 제조사들은 관련 표준이 없어 연구개발단계에서 일정 품질을 유지하는 데 많은 어려움을 겪었으며, 이의 해결을 위해 2019년부터 표준개발을 추진해 이번에 국가표준을 제정했다고 설명했다. 이와 함께 한국은 국제표준으로도 제안해 표준화가 진행 중이며, 2025년에는 최종 국제표준으로 제정될 전망이다. 국제표준 제정절차는 신규작업표준안(NP) → 작업반 초안(WD) → 위원회안(CD) → 국제표준안(DIS) → 최종국제표준안(FDIS) → 국제표준(IS) 제정 순이다. 진종욱 국가기술표준원장은 “4차산업혁명과 탄소중립 시대를 맞아 리튬 이차전지의 중요성은 날로 높아지고 있다”며 “배터리 산업의 초격차 달성을 위해 관련 국가․국제표준을 지속적으로 개발․제정하여 우리 기업의 글로벌 시장 선점을 지원할 것”이라고 밝혔다.
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[노르웨이] Skift , 해운산업이 ESG에서 우선 고려해야 될 13가지 핵심 영역 제시기후변화에 대응하는 기업으로 구성된 Skift Business Climate Leaders(Skift)는 글로벌 관점에서 해운산업의 ESG 의제 중 최우선해야 되는 13개의 핵심 영역을 발표했다.ESG는 Environment(환경)의 E, Social(사회)의 S, Governance(거버넌스)의 두문자어로 구성된 용어다. 13개의 핵심 영역은 환경 5개, 사회 5개, 거버넌스 3개로 구성돼 있다.■ 환경과 관련된 5개 주요 영역은 다음과 같다.1. 배출 : 온실가스(GreenHouse Gas, GHG) 배출 및 더 엄격한 기후 관련 규정을 충족할 수 있는 능력, 항구 지역의 질소산화물(Nitrogen Oxides, NOX), 산화황(Sulphur Oxides, SOX) 및 미세먼지(Particulate Matter, PM)를 포함해 선박의 대기오염 배출에 대한 우려 등2. 기후 위기 : 더 가혹하고 예측할 수 없는 기후 조건과 더 엄격한 요구 사항을 충족하기 위한 선단의 준비3. 재활용 : 근로자의 건강과 안전이 존중되지 않고 환경보호가 미흡한 동남아 해변에서 발생하는 재활용으로 인한 명예훼손4. 생물 다양성 및 오염 : 선박평형수(ballast water)를 통한 외래종 이동, 오염 방지 화학물질이 해양 생물에 미치는 영향, 선상 폐기물 관리 불충분5. 우발적인 유출 및 비상 대비 : 금융시장은 사고로 인한 환경 피해를 우려■ 사회와 관련된 5개 주요 영역은 다음과 같다.6. 강제 노동 : 최근 몇 년간 특히 이주 노동자와 관련된 강요 또는 강제노동 사례가 여러 건 발견됨7. 보안 : 고위험 지역의 배송 경로는 보안 관행에 더 중점을 둬야 함8. 다양성 : 해운업은 여성이나 비서구인 승무원이 진출할 수 있는 기회가 제한적인 남성 지배적인 산업임9. 보건 및 안전 : 매년 어업을 제외한 선박에서 1억 노동 시간당 약 6명의 사망자가 발생하는데 이는 모든 산업 분야에서 OECD 평균의 10배에 달함10 : 노동권 : 임시 직업소개소 및 단기 계약의 광범위한 사용은 노동자의 권리와 조직 능력을 약화시킴■ 사회와 관련된 5개 주요 영역은 다음과 같다.11. 정치적 책임 : 산업의 초국가적 특성으로 인해 종종 국가 규정과 국제협약의 집행을 피한다는 논란 제기12. 조세 투명성 : 조세 피난처 이용 및 탈세로 인한 조세의 투명성과 조세 의무에 대한 논의가 필요함13. 부패 방지 : 해상 운송은 부패와 급행료 요구에 매우 취약함■ 고려해야 될 사항많은 기업은 해운업이 ESG 및 지속 가능성 목표를 달성하기 위해 비즈니스 수행 방식을 변경해야 되며 증가된 위험을 관리하기 위해 조직 구조를 변경해야 될 수도 있다고 주장한다.기술적 복잡성, 새로운 규정, 새로운 연료 등으로 운영 위험성이 증가하고 있다. 승무원의 역량과 웰빙은 운영 탄력성과 밀접한 관련이 있어 승무원 교육의 개선, 건강 및 안전 우선 등이 위험을 줄일 수 있다.또한 조직 변화를 위해 올바른 지식과 기술을 갖춘 인재를 소싱, 평가, 개발하는데 집중해야 되며 보다 사람 중심적인 비즈니스를 위해 ESG 및 지속 가능한 전략을 수립해야 된다.이해관계자의 운송 가치 사슬에 대한 조사 강화로 인해 더 많은 새로운 위험에 노출되고 있으나 이를 기회로 전환하는 방안을 모색해야 한다.그린워싱(greenwashing)으로 기소되거나 기후 영향을 완화하지 않은 기업을 대상으로 기후 소송이 급증하고 있기 때문이다. 따라서 강력한 ESG 전략 및 실행이 필수적다.참고로 그린워싱은 기업이 환경에 악영향을 끼치는 활동을 진행하면서 마치 친환경을 추구하는 것처럼 홍보하는 것을 말하며 ‘위장 환경주의’로 해석된다.
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햇빛과 물로 생산하는 ‘그린 수소’ 시대 앞당긴다#청정 에너지원으로 각광받는 수소, 정말 환경에 무해할까? 현재 주로 사용되는 수소는 화석연료를 활용해 생산되는 ‘그레이 수소’다. 생산과정에서 이산화탄소가 발생하므로 진정한 친환경 에너지원이라고 보기 어렵다. 탄소 배출 없이 생산되는 ‘그린 수소’의 시대는 아직 도래하지 않고 있다. 한국표준과학연구원(KRISS, 원장 박현민)이 태양광으로 물을 전기 분해해 수소를 생산하기 위한 핵심기술을 개발했다. 생산과정까지 친환경적인 ‘그린 수소’ 시대를 한층 앞당길 것으로 기대된다. 그린 수소는 신재생 에너지 등을 이용해 탄소 배출 없이 생산되는 수소를 일컫는다. 태양광을 흡수할 수 있는 전극을 물에 담근 후 전기로 물을 분해해 수소를 얻어내는 방식이 대표적이다. 이 방식의 취약점은 태양광과 물에 의해 전극이 쉽게 부식된다는 점이다. 이를 방지하기 위해 보호막을 씌울 경우 전기 전도율이 떨어져 수소 생산 효율이 극히 낮아진다. 그린 수소의 도입이 어려웠던 이유 중 하나다. 태양광 전극의 보호막은 이산화티타늄(TiO2) 등 주로 산화물 소재가 사용된다. 산화물은 전기가 잘 통하지 않는 소재지만 보호막 제조 공정에서 전하가 이동할 수 있는 통로 역할을 하는 산소 결함(defect)이 형성되면 물 분해가 가능해진다. 광전극의 수명을 늘리기 위해서는 전극의 부식을 막을 만큼 내구성이 좋으면서 전기 전도율이 높은 보호막을 개발하는 것이 관건이다. KRISS는 수소 생산 효율을 극대화할 수 있도록 이산화티타늄(TiO2) 보호막의 산소 결함 양을 제어하는 기술을 세계 최초로 개발했다. 연구진은 산소 결함의 양에 따라 전하가 이동하는 원리를 광전자분광법과 전기화학적 분석법을 통해 규명함으로써 광전극의 수명 연장과 수소 생산에 최적화된 결함 양을 제시했다. 기존 연구들이 보호막 제조 공정상 자연스럽게 형성되는 산소 결함에 의존한 것과 달리 이번 연구에서는 산소 결함의 양을 의도한 대로 조절할 수 있는 생산방식을 제안했다. 산업계에서 이미 널리 쓰이고 있는 공정을 활용해 양산이 가능한 방식이다. 연구진의 실험 결과에 따르면 보호막이 없는 광전극은 1시간 이내에 수명이 급격히 저하돼 수소 생산 효율이 초기 대비 20% 미만으로 감소한 반면, 수소 생산에 최적화된 보호막을 씌운 광전극은 100시간 후에도 85% 이상의 성능을 유지했다. 이번 성과를 이용하면 태양광 전극의 효율과 수명을 극대화하는 데 기여할 수 있다. 그린 수소 생산 외에 태양광 전극을 사용하는 다른 청정 기술에도 응용 가능하다. 이산화탄소를 포집 후 태양광을 이용해 화학에너지원으로 전환하는 인공 광합성 기술이 대표적이다. KRISS 소재융합측정연구소 김안순 책임연구원은 “이번 성과를 적용하면 기존 방식 대비 태양광 전극의 수명을 약 10배 향상할 수 있다”며 “그린 수소 실용화를 앞당길 핵심기술”이라고 밝혔다. KRISS는 후속 연구를 통해 태양광 전극의 수명을 최대화하기 위한 최적의 산소 결함 양과 그 원리를 밝힐 예정이다. KRISS 기본사업과 과학기술정보통신부 소재혁신선도프로젝트의 지원을 받은 이번 연구의 성과는 재료화학 분야 국제학술지인 저널 오브 머티리얼즈 케미스트리 에이(Journal of Materials Chemistry A, IF=14.511)에 2월 28일자 표지 논문(back cover)으로 게재됐다.
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영풍 석포제련소, 시설개선 조건으로 환경오염시설 허가환경부(장관 한화진)는 12월 28일자로 ㈜영풍 석포제련소에 대한 환경오염시설 허가를 결정한 검토결과서를 해당 사업자와 관계기관*에 통보한다. * 관할 지방환경청(대구지방환경청) 및 지자체(경상북도, 봉화군) 환경오염시설허가제도*란 오염물질을 다량 배출하는 19개 업종 내 대기·수질 1·2종 사업장(전국 오염물질의 약 70% 차지)을 대상으로 오염배출이 주변환경에 미치는 영향분석을 통해 허가배출기준을 설정하고, 최적가용기법**을 업종별 공정특성과 사업장 여건에 맞게 적용하여 오염물질을 효과적으로 줄이기 위해 2017년에 도입됐다. * 「환경오염시설의 통합관리에 관한 법률」('17.1.1일 시행, 이하 '환경오염시설법') ** 최적가용기법(Best Available Techniques economically achievable) : 배출시설 및 방지시설 등의 설계·설치·운영에 관한 환경관리법으로서 오염물질 배출을 가장 효과적으로 줄이며 기술적·경제적으로도 적용가능한 관리기법 환경오염시설허가제를 적용받은 사업장은 '대기환경보전법', '물환경보전법' 등 기존 7개 환경법률 상 10여종의 배출시설 인허가를 '환경오염시설법'에 따른 업종별 유예기한 내에 환경부로부터 환경오염시설허가를 새롭게 받아야 한다. 현재까지 680여 개 사업장이 이 허가를 받은 바 있다. * (업종별 환경허가 시한) ①발전·소각(~'20) ②철강·비철·합성수지(~'21) ③정유·화학(~'22) ④전자·제지(~'23) ⑤반도체·식품·염색 등(~'24) 등 총 1,400개 사업장 ㈜영풍 석포제련소는 1970년부터 경상북도 봉화군 석포면 일대에서 아연제련공정(비철금속업종)과 황산제조공정(무기화학업종)을 운영해 온 사업장이며, '환경오염시설법'에 따라 올해 말까지 환경오염시설허가를 새로 받아야 한다. 2014년부터 국회 환경노동위원회와 언론 등을 중심으로 낙동강 최상류에 위치한 석포제련소에서 흘러나온 카드뮴, 납 등 중금속으로 인한 환경오염과 주민 건강피해 문제가 지속적으로 제기된 바 있다. 2015년 이후 환경부는 시민사회와 함께 대기, 수질, 토양, 지하수 등 분야별로 15건의 환경조사를 진행했으며, 최근 10년간 대구지방환경청, 지자체(경상북도, 봉화군) 등이 55회에 걸쳐 점검한 결과 총 76건의 환경법령 위반사항이 적발*(25건 고발조치)되기도 했다. * 과거 환경법령 위반사항은 대부분 개선되었으며, 현재 「토양환경보전법」에 따른 오염토양 정화명령('15.4~ 봉화군), 「지하수법」에 따른 오염지하수 정화명령('19.5~, 대구청) 이행 중 환경부는 이 제련소가 올해 11월 1일 통합환경관리계획서를 제출함에 따라 '환경오염시설법'에서 정하는 허가기준*의 달성여부를 면밀히 검토하여 아래와 같이 환경오염시설허가에 필요한 허가배출기준과 허가조건을 최대 3년 내에 이행하는 것을 전제로 허가를 결정했다. * 「환경오염시설법」제7조 ①오염물질을 허가배출기준 이내로 처리할 것 ②사람의 건강이나 주변환경에 중대한 영향이 없도록 배출시설 등을 설치·운영할 것 ③환경오염사고로 오염물질이 외부로 누·유출되는 경우 사전예방·사후대책을 수립할 것 첫째, 주요 배출구별* 9개 오염물질**은 배출영향분석 결과를 반영하여 현 '대기환경보전법' 상 배출허용기준 대비 최대 2배를 강화한다. * 배소로 3개, TSL공정(아연부산물재활용공정) 내 5개 총 8개 배출구(오염배출의 80%) 등 ** △납·포름알데히드: 1.4배 강화 △질소산화물·황산화물·비소·니켈·카드뮴·벤젠·이황화탄소: 2배 강화 지난 2019년 7월 대기 측정기록부(1,868부) 조작·적발에 따라 실시간 감시가 가능한 굴뚝자동측정기기(TMS)를 추가 설치하고(5개→8개 배출구), 2배 강화된 배출기준을 달성토록 3년 내 방지시설을 보강한다. 둘째, 아연분말(원료)의 취급과정에서 흩날림(비산배출)이 없도록 운반·보관 및 싣고 내리는 전 과정에서 밀폐화 등 조치를 시행한다. 셋째, 중금속을 함유한 공정액(황산용액)이 반응기나 침전조 하부로 누출*되지 않도록 노후반응기(29기)를 단계적으로 교체*하는 등 차단조치를 시행하며 정비과정에서 누출되는 경우 별도로 집수 처리한다. * 사업장 내부 지하수오염원(기여도) : ①(구)카드뮴 공정(52%, '19년 폐쇄) ②용해·정액공정(반응기·침전조)(37%) ③전해공정(8%) ④잔재물 침전저류조(3%) ** 노후반응기(29기)는 연속공정 특성을 고려하여 5년내(~'27.12월, 110억원) 단계적 교체 넷째, 오염물질의 매체간 전이가 우려되는 아연부산물회수공정(TSL)과 폐수재이용시설에 대해서는 대기로 질소산화물 및 황산화물 누출이 최소화 되도록 최신방지시설* 등을 보강하고, 폐수 하천방류 원천차단** 및 폐기물 적정관리를 위한 추가대책을 마련한다. * TSL(Top-Submerged Lance) 공정 내 오존산화설비 증설(3기→6기), 후드·덕트 등 밀폐화 ** 고장 대비 폐수재이용시설 증설(3기(용량3천㎥/일)→4기(4천㎥/일)) 및 비상시 생산공정 가동중단 다섯째, 오랜 기간 동안 토양·지하수를 지속 오염시켜온 부지 상부의 제련잔재물(약 50만톤)은 3년 내에 전량 반출·위탁처리한다. 여섯째, 안동호 어류에서 검출된 수은에 대해서는, 수은제거시설 가동 시 수은함유 폐수와 수은함유 폐기물 누출이 없도록 시설 운전기준을 설정하고, 밀폐된 용기에 별도 보관 후 적정 처리한다. 일곱째, 2015년부터 지자체(봉화군)가 처분한 오염토양 정화명령을 허가조건에 포함시켜 적기(2년내) 이행을 담보하고, 시설물 하부 등 잔여부지에 대해서도 정화계획 수립·제출을 의무화한다. * 봉화군은 '15.4월~'22.2월간 면적 163천㎡(사업장 총 부지의 33%) 및 오염토량 367천㎥을 대상으로 9차례에 걸쳐 토양정화명령 → 현재 33%(121천㎥)만 이행 중 환경부는 이번 허가 검토결과서 통보 이후 석포제련소가 실질적인 환경개선을 달성할 수 있도록 각각의 허가사항에 대한 사후관리와 정보공개도 강화할 계획이다. 우선, 환경오염시설허가 검토 결과서를 사업자에게 통보 후 약 1달간 이의제기 신청을 받아, 정보공개위원회 심의절차 등을 거쳐 관련서류와 함께 통합환경허가시스템(ieps.nier.go.kr)을 통해 공개된다. 아울러 정부, 지자체, 제련소, 시민사회, 주민대표 등이 참여하는 '민관합동 모니터링 위원회(가칭)'를 구성하여 내년 상반기부터 주기적으로 허가사항을 점검하는 등 환경관리실태를 객관적으로 검증한다. 참고로, 사업자가 허가배출기준을 초과하는 경우 개선명령을 거쳐 조업정지 처분을 받게되며, 허가조건을 기한 내 이행하지 않을 경우 최대 3개월 조업정지 처분을 받는다. 금한승 환경부 기후탄소정책실장은 "환경법이 채 정립되기도 전인 1970년부터 가동한 제련소에서 발생한 오염물질로 주민들이 오랜기간 큰 고통을 받아온 만큼, 향후 석포제련소 환경관리에 더욱 최선을 다하겠다"라며, "허가사항이 제대로 지켜지지 않을 경우 엄중하게 그 책임을 묻겠다"라고 밝혔다.
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[모로코] 표준연구소(IMANOR), 1월 1일부터 유로 6 배출 기준 충족해야모로코 표준연구소(Institut Marocain de Normalisation, IMANOR)에 따르면 2022년 1월 1일부터 유로 6 배출 기준(Euro 6 emissions standards)을 충족하는 슈퍼 무연 연료 및 디젤 10PPM을 유통해야 된다.정부는 보다 깨끗한 이동성과 시민들에게 최고의 제품을 제공하기 위해 끊임없이 노력하고 있다. 이와 관련해 몇 차례 연구와 논의를 거쳐 에너지 광산부의 첫번 째 법령 No.1948.21과 장비운송물류수산부의 두번 째 법령 No.2251.21 등 2가지 주요 명령을 발표했다.에너지 광산부의 첫 번째 법령은 지난 2021년 7월 16일 공포, 8월 23일 BO에 고시됐다. SUPER LEAD-FREE 및 GASOIL 10 PPM 연료 구성 요소의 새로운 특성 채택과 관련해 유로 6 기준을 충족한다. 2022년 1월 1일 배포를 시작으로 2022년 5월 1일부터 모로코 전체에 일반화될 예정이다.장비운송물류수산부의 두번째 법령은 지난 2021년 8월 5일에 공포했으며 9월 23일 BO에 고시됐다. 유로 6 기준의 적용에 관해 신규 차량의 새로운 승인과 관련된 규제 메커니즘을 명시하고 있다.2023년 1월 1일부터 신규 차량 모델의 승인은 유러 6 기준의 특성을 모두 충족해야 된다. 또한 유로 6 기준을 충족하지 않는 모든 재고 차량은 2023년 12월 31일까지만 판매할 수 있다.정부는 국민들에게 보다 더 깨끗한 환경과 자연뿐만 아니라 건강과 인체에 영향을 끼치는 환경 오염을 줄이는 경제적인 기술을 확보하는데 노력하고 있다.정부 부처는 유로 6 기준 도입을 위해 모로코 자동차 수입협회(Association des Importateurs de Véhicules au Maroc, AIVAM)와 긴밀하게 협력했다.모로코가 도입을 추진하고 있는 유로 6 배출 기준(Euro 6 emissions standards)은 자동차가 배출할 수 있는 특정 유해 가스 및 미립자 물질에 대한 최대 한도를 설정한 것이다. 유로 6 배출 기준은 휘발유 차량과 디젤 차량에 따라 다르다.휘발유 차량은 일산화 탄소(CO) 1.0g/km, 총탄화수소(THC)은 0.10g/km, 질소산화물(NOx) 0.06g/km, 입자성물질(PM, 중량기준) 0.005g/km(직접 분사만 해당), 입자성 물질(PN, 개수기준) 6.0x10 ^11/km(직접 분사만 해당) 이하로 배출해야 된다.디젤차량의 경우에는 일산화탄소(CO) 0.50g/km, 탄화수소(HC) + 질소산화물(NOx) 0.17g/km, 질소산화물(NOx) 0.08g/km, 입자성 물질(PM, 중량기준) 0.005g/km, 입자성 물질(PN, 개수기준) 6.0x10 ^11/km 이하로 배출해야 된다.
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[모로코] 표준연구소(IMANOR), 1월 1일부터 유로 6 배출 기준 충족해야모로코 표준연구소(Institut Marocain de Normalisation, IMANOR)에 따르면 2022년 1월 1일부터 유로 6 배출 기준(Euro 6 emissions standards)을 충족하는 슈퍼 무연 연료 및 디젤 10PPM을 유통해야 된다.정부는 보다 깨끗한 이동성과 시민들에게 최고의 제품을 제공하기 위해 끊임없이 노력하고 있다. 이와 관련해 몇 차례 연구와 논의를 거쳐 에너지 광산부의 첫번 째 법령 No.1948.21과 장비운송물류수산부의 두번 째 법령 No.2251.21 등 2가지 주요 명령을 발표했다.에너지 광산부의 첫 번째 법령은 지난 2021년 7월 16일 공포, 8월 23일 BO에 고시됐다. SUPER LEAD-FREE 및 GASOIL 10 PPM 연료 구성 요소의 새로운 특성 채택과 관련해 유로 6 기준을 충족한다. 2022년 1월 1일 배포를 시작으로 2022년 5월 1일부터 모로코 전체에 일반화될 예정이다.장비운송물류수산부의 두번째 법령은 지난 2021년 8월 5일에 공포했으며 9월 23일 BO에 고시됐다. 유로 6 기준의 적용에 관해 신규 차량의 새로운 승인과 관련된 규제 메커니즘을 명시하고 있다.2023년 1월 1일부터 신규 차량 모델의 승인은 유러 6 기준의 특성을 모두 충족해야 된다. 또한 유로 6 기준을 충족하지 않는 모든 재고 차량은 2023년 12월 31일까지만 판매할 수 있다.정부는 국민들에게 보다 더 깨끗한 환경과 자연뿐만 아니라 건강과 인체에 영향을 끼치는 환경 오염을 줄이는 경제적인 기술을 확보하는데 노력하고 있다.정부 부처는 유로 6 기준 도입을 위해 모로코 자동차 수입협회(Association des Importateurs de Véhicules au Maroc, AIVAM)와 긴밀하게 협력했다.모로코가 도입을 추진하고 있는 유로 6 배출 기준(Euro 6 emissions standards)은 자동차가 배출할 수 있는 특정 유해 가스 및 미립자 물질에 대한 최대 한도를 설정한 것이다. 유로 6 배출 기준은 휘발유 차량과 디젤 차량에 따라 다르다.휘발유 차량은 일산화 탄소(CO) 1.0g/km, 총탄화수소(THC)은 0.10g/km, 질소산화물(NOx) 0.06g/km, 입자성물질(PM, 중량기준) 0.005g/km(직접 분사만 해당), 입자성 물질(PN, 개수기준) 6.0x10 ^11/km(직접 분사만 해당) 이하로 배출해야 된다.디젤차량의 경우에는 일산화탄소(CO) 0.50g/km, 탄화수소(HC) + 질소산화물(NOx) 0.17g/km, 질소산화물(NOx) 0.08g/km, 입자성 물질(PM, 중량기준) 0.005g/km, 입자성 물질(PN, 개수기준) 6.0x10 ^11/km 이하로 배출해야 된다.
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ETRI, 늘어나는 반도체 소자 개발국내 연구진이 고무줄처럼 늘릴 수 있는 스트레처블(Stretchable) 디스플레이 구현을 위해 신축성 무기(無機) 반도체 소자기술을 개발했다. 세계 최초로 개발한 신개념 전자소자로 차세대 디스플레이 반도체 분야를 선도할 전망이다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 고밀도 집적이 가능한 고성능·고신뢰 신축성 무기 박막 트랜지스터(TFT) 기술 개발에 성공했다고 밝혔다. 본 성과는 세계적 과학 전문지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 8월 24일 온라인 게재되었다. 스트레처블 디스플레이는 고무줄처럼 팽팽하게 늘리고 줄일 수 있는 차세대 디스플레이 패널이다. 활용성 높은 고해상도 스트레처블 디스플레이를 구현하기 위해서는 고성능 신축성 반도체 소자가 필요하다. 반도체 소자는 전류 조절을 통해 화면 픽셀을 제어하는 역할을 한다. 그동안 신축성 반도체 소자는 주로 유연한 유기물 소재가 사용됐으나 실리콘, 금속산화물 등 단단한 무기물 분야로 연구가 확장되고 있다. 소재의 유연성은 떨어지지만, 전기적 성능과 신뢰성, 내구성이 더 뛰어나기 때문이다. ETRI 연구진은 세계 최초로 무기 산화물 전자소자를 신축성 금속 배선 위에 직접 올리는 반도체 소자구조를 개발했다. 고성능 무기질 반도체에 유연성을 더하면서 소자 집적도까지 비약적으로 끌어올린 기술이다. ETRI가 개발한 반도체 소자는 기존 신축성 산화물 반도체 소자 대비 소자 집적도가 약 15배 향상되었으며, 전류 구동 성능 역시 2배 이상 높아졌다. 제품 소형화와 고해상도 디스플레이 구현 가능성을 동시에 입증한 셈이다. 연구진은 구불구불한 말발굽 형태의 폴리이미드 유연 기판 배선 위에 고성능 산화물 반도체 트랜지스터를 고밀도로 집적하여 신축성 소자를 구현했다. 구불구불한 기판이 점차 직선으로 펴지면서 용수철처럼 늘어나는 원리다. 제작된 소자는 두 배까지 잡아당겨도 파괴되지 않고 성능을 유지한다. 기존에는 늘어나는 금속 배선과 늘어나지 않는 전자소자를 반복연결한 비효율적 공간 구조로 소자 집적도가 떨어지는 단점이 있었지만, 본 개발로 디스플레이 패널의 신축성과 고화질을 다 잡을 것으로 기대된다. 이번에 개발된 신축성 전자소자는 반도체 표준공정과 호환될 뿐만 아니라 디스플레이, 스마트폰, TV, 자동차, 헬스케어, 스킨트로닉스 등 다양한 스트레처블 제품에 적용 가능해 특히 주목받고 있다. 이번 논문의 제1저자인 ETRI 플렉시블전자소자연구실 오힘찬 선임연구원은 “중국의 빠른 연구개발 속도로 우리나라와의 반도체·디스플레이 기술 격차가 많이 좁혀지고 있다. 스트레처블 전자소자 기술을 통해 우리나라가 차세대 반도체·디스플레이 분야를 선점할 수 있을 것으로 기대한다.”고 말했다. 향후 연구진은 이번 신축성 반도체 공정을 더욱 단순화해 비용을 절감할 수 있도록 하는 데 중점을 두고 연구할 예정으로 산업계에 빠르게 적용될 수 있도록 준비한다는 계획이다. 본 연구는 과학기술정보통신부 국가핵심소재연구단 사업인 “초고해상도/초유연 디스플레이 백플레인 핵심소재 기술 개발(디스플레이 백플레인 신소재연구단)” 과제와 ETRI 지원사업인 “스킨트로닉스를 위한 감각 입출력 패널 핵심 기술 개발” 과제의 일환으로 수행되었다.
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ETRI, 세계 최초 불소화황산화물계 난연 첨가제 개발▲사진 제공: ETRI 전기자동차에 흔히 사용되는 리튬 이차전지에는 발화 가능성에 대비하여 전해질에 불에 잘 타지 않는 첨가제를 넣는다. 국내 연구진이 세계 최초로 불소화황산화물계 난연(難燃) 첨가제 개발에 성공했다. 이는 고안전성 리튬 이차전지 구현과 전기자동차 화재위험 극복에 큰 도움이 될 전망이다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 기존 난연제로 널리 알려진 인산계 난연제인 트리페닐포스페이트(TPP)보다 난연 특성과 안정성, 셀 성능이 크게 개선된 불소화황산화계 난연 첨가제를 개발했다고 밝혔다. 리튬 이차전지는 양극재와 음극재, 전해질과 분리막 4가지로 구성된다. 양극의 리튬이온이 음극으로 이동하며 에너지가 충전되고, 다시 양극에서 음극으로 이동하며 에너지를 방출한다. 전해질은 이차전지 내부의 리튬이온이 원활하게 이동하도록 돕는 매개체, 분리막은 리튬이온만을 통과시키고 양극과 음극의 접촉을 막는 역할을 한다. 전해질 첨가제는 그중 전해질에 소량 첨가하는 물질로, 전기화학적 안정성과 이차전지의 성능을 높이는 핵심적인 물질이다. 기존 상용 인산계 난연 첨가제는 화염 지연 특성은 있으나, 많은 양을 투입해야 하고 전극과 전해질 간 계면 저항이 증가하는 등 사용에 제한이 많았다. ETRI 연구진은 10종이 넘는 상용 인산계 난연제를 전기화학 실험을 통해 분석하고, 처음으로 불소화황산화물계 난연 첨가제를 합성, 기존 인산계 난연제의 단점을 개선했다. 연구진은 개발된 난연 첨가제를 니켈 함량이 90%인 리튬 니켈, 망간, 코발트 전이금속 산화물의 양극, 리튬금속의 음극을 적용한 셀에 첨가했다. 이를 통해 불이 잘 붙지 않는 난연 특성의 개선과 동시에, 이차전지 성능도 개선된 불소화황산화물계 첨가제의 성능을 검증했다. 그 결과, 기존 난연 첨가제를 적용한 전해액과 비교해 난연 특성은 2.3배, 이차전지의 성능은 160% 향상된 우수한 결과를 확인했다. 연구진은 불소화황산화물계 난연제 적용 시 전극과 전해질 사이의 계면반응이 최소화되어, 계면 저항이 크게 감소했다고 설명했다. 아울러, 본 첨가제 적용에 따라 전극에서 리튬 이차전지의 수명을 해치는 이유에 대해서도 함께 제시하는 등 불소화황산화물계 첨가제의 특성을 다양한 실험과 메커니즘 연구로 규명했다. 또한, 이번 불소화황산물화계 난연 첨가제는 기존의 리튬 이차전지 생산 공정에서 별도 공정변화 없이 개발한 첨가제를 소량만 첨가해도 활용할 수 있어 상용화가 쉽다는 장점이 있다. 본 성과는 재료, 화학 분야의 세계적인 학술지로 영국 왕립화학회가 발행하는‘재료화학저널A’최신호에 게재되어 우수성을 입증받았다. ETRI 오지민 지능형센서연구실 선임연구원은“기존 인산계 첨가제의 한계를 극복하고 새로운 난연 첨가제 연구를 통해 안전한 리튬 이차전지를 구현하고 싶었다. 향후 불소화황산화물계 난연 첨가제 상용화 및 이를 통한 소재·부품·장비 기술자립화에 기여할 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다. ETRI 연구진은 향후 이번 연구를 통해 개발된 난연 첨가제 소재를 리튬 전이금속 산화물 양극-리튬금속 음극 적용에서 나아가 흑연 전극 및 실리콘 전극의 음극 소재로 적용하는 연구를 진행할 예정이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부 및 한국연구재단 국가핵심소재연구단의“리튬이차전지용 고성능 다기능 전해질 및 첨가제 특성 향상기술 개발”과제 지원으로 수행되었다. ETRI를 중심으로 울산과학기술원, ㈜엔켐 등이 참여해 성과를 이뤄냈다.
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산업단지의 대기오염물질 배출저감 지원사업 추진중소·중견기업 제조사업장이 밀집된 산업단지를 대상으로 질소산화물, 황산화물 등 대기오염물질 배출을 줄이기 위한 정부 지원사업이 추진된다. 산업통상자원부(장관 이창양, 이하 산업부)는 「산업단지환경개선 인프라 구축사업」수행기관으로 (재)부산테크노파크를 선정하고, ‘24년말까지 총 사업비 187억원을 투입할 계획이라고 밝혔다. 산업부는 금번 사업을 통해, 산업단지내 대기오염물질을 실시간 모니터링하고 분석하기 위한 분석하기 위한 사물인터넷(IoT) 기반 측정·분석장비를 도입하고, 측정·분석결과의 데이터베이스(DB)화, 실시간 대기오염정보 제공, 환경관리 대응 등을 위한 통합관리플랫폼을 구축할 계획이라고 밝혔다. 아울러, 동 플랫폼을 활용하여 산업단지내 대기오염물질 배출을 줄일 수 있는 기술에 대한 현장실증을 실시하고, 관련 기술을 보유한 중소·중견기업을 대상으로 성능평가, 기술실증 등 자체 역량강화를 지원한다. 사업 수행기관인 (재)부산TP는 표준 개발과 확산, 전문가 양성교육 등을 통해 기업을 뒷받침할 계획이라고 밝혔다.
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이온빔을 이용한 차세대 반도체 소재의 고성능화 세계 최초 구현과학기술정보통신부(장관 이종호, 이하 ‘과기정통부’)는 김윤석 교수(성균관대학교) 연구팀이 차세대 반도체 소재로 주목받고 있는 하프늄옥사이드(HfO2)에 ‘이온빔’을 이용해서 강유전성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법을 세계 최초로 구현했다고 밝혔다. 과기정통부 개인기초연구사업(중견연구, 기본연구) 등의 지원으로 수행된이번 연구의 성과는 국제학술지인 사이언스(Science)에 5월 13일 게재됐다. 강유전성이란 외부 자기장 등에 의해 물체의 일부가 양(+)극이나 음(-)극을 띠게 된 후 그 성질을 유지하게 되는 성질을 말하며, 강유전성이 크면 메모리에서 데이터를 저장하는 기본구조인 ‘0’과 ‘1’의 차이가 커져 저장된 데이터를 보다 정확하게 읽을 수 있게 된다. ▲이온빔을 이용한 HfO2 기반 강유전체의 상전이 과정 개념도 / 출처 : 과학기술정보통신부 이러한 강유전성을 지니는 물질을 사용할 경우, 나노미터의 매우 얇은 막 상태에서도 우수한 강유전성을 통해 반도체 소자의 집적도를 높일 수 있다는 아이디어가 이미 40여 년 전에 제안되었으나, 최근 새로 도입된 소재인 하프늄옥사이드에서도 강유전성 증대를 위한 후처리과정이 추가로 필요하고 여러 공정 조건들이 강유전성에 큰 영향을미치는 등 실제 적용에는 공정상 큰 한계점이 있어 실제로 구현되지는 못했었다. 이에 연구팀은 후처리과정이나 복잡한 공정최적화 과정 없이, ‘이온빔’이라는 하나의 변수만으로 하프늄옥사이드의 강유전성을 손쉽게 조절하고 획기적으로 향상시킬 수 있는 방법을 제시했다. 강유전성의 발현 정도는 산소 공공(산화물 재료의 결정구조에서 산소 원자가 빠져 비어있는 자리)과 밀접한 관계가 있다고 알려져 왔으며, 연구팀은 이에 착안하여 이온빔을 이용한 산소 공공의 정량적 조절을 통해 강유전성을 향상시키는 방법을 고안했다. 연구팀은 이온빔을 적용한 결과, 강유전성의 증가 원인이 산소결함 밀도와연계된 결정구조 변화에서 기인한다는 원리를 밝혀냈으며, 이온빔을 적용하지 않을 때보다 강유전성을 200% 이상 증가시킬 수 있었다. 김윤석 교수는 “이번 연구를 통해 강유전성을 활용한 고효율 반도체 소자의 실용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다.”라며, “현재의 방법론적 연구 결과를 토대로 실제 반도체 산업에 적용하기 위해서는 최적 조건 탐색 등 후속 연구가 지속적으로 필요하다.”라고 덧붙였다.