‘우주·심해서 50년 작동’ 초장수명 베타전지 국내 첫 실증 작성일 07-27 32 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="yXclvP8By0"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="88605e7c39fbc0cb9fcd0549984b7382564a631f98799771338446b612a5fa1e" dmcf-pid="WZkSTQ6bv3" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="서재화 한국전기연구원 박사가 SiC 반도체 기반 베타전지를 실증한 후 기념촬영을 하고 있다." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/27/joongang/20260727084145659zimb.jpg" data-org-width="1524" dmcf-mid="xIecEzu5Wp" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/27/joongang/20260727084145659zimb.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 서재화 한국전기연구원 박사가 SiC 반도체 기반 베타전지를 실증한 후 기념촬영을 하고 있다. </figcaption> </figure> <p contents-hash="8a14cf13c7772a82eb47b39f1443cb9481715955038b5662114d84642652c5d4" dmcf-pid="Y5EvyxPKvF" dmcf-ptype="general"> 한국전기연구원(KERI) 차세대반도체연구센터 서재화 박사팀이 충전이나 교체 없이 50년 이상 전기를 만드는 탄화규소(SiC) 반도체 기반 베타전지를 국내 최초로 실증했다. 이번 연구는 국립경국대학교 윤영준 교수팀과 공동으로 수행됐고, 연구 성과는 에너지 분야 국제학술지 ‘인터내셔널 저널 오브 에너지 리서치’에 게재됐다. </p> <p contents-hash="719af75890bbdfa95e549f2e3edb9f8b16e69a030e644861bced0d0895272aa3" dmcf-pid="GuCZ1LiPTt" dmcf-ptype="general">베타전지는 방사성 물질에서 자연스럽게 나오는 전자, 즉 베타선을 반도체가 흡수해 전기로 바꾸는 차세대 전원 장치다. 태양전지처럼 에너지를 전기로 전환하지만, 태양빛 대신 방사성 물질을 에너지원으로 활용한다. 이 때문에 햇빛이 닿지 않는 우주·심해·지하 국방 감시 환경 등에서도 날씨와 온도에 영향을 덜 받으며 장기간 전력을 공급할 수 있다. </p> <p contents-hash="4b14e6da037a3012270253ab951a36cd17650deaf780fd55bc2342adb3bdc5cf" dmcf-pid="H7h5tonQy1" dmcf-ptype="general">연구팀은 기존 실리콘 반도체보다 열과 방사선에 강한 SiC를 핵심 소재로 선택했다. 방사선을 전기로 바꾸는 효율을 높이기 위해 p-i-n 다이오드 구조로 반도체를 최적 설계하고, 독자적인 원천 소자를 제작했다. 이후 실제 베타선 원료인 니켈-63을 확보하고 국내 최초로 전용 측정 설비를 구축했다. 반도체와 방사성 물질을 결합한 결과 실제 전력 활성면적 환산 기준 약 160㎼/㎠의 전력이 만들어지는 것을 확인하고, 이 전기로 저전력 LED 빛을 밝히는 시제품도 완성했다. </p> <p contents-hash="5fd0277e1f4b3e0954c0da7da4243cec619b69ec3badf4e06c3b4741bffeceb7" dmcf-pid="Xzl1FgLxS5" dmcf-ptype="general">이는 니켈-63의 수명 특성을 고려할 때, 적은 전력을 필요로 하는 기기에서 전지 교체 없이 50년 이상 작동할 가능성을 입증한 것이다. 방사성 물질을 반도체 표면에 얇고 균일하게 적용하는 방식에서는 0.85㎽/㎠의 출력전력 밀도와 단위 셀 기준 20㎼ 이상의 전력 발생이 가능하다는 점도 확인했다. 기존 국내 단위 셀 출력 목표치 대비 4200배 이상 높은 수치다. </p> <p contents-hash="a624cea6cb734750183ae267061d57867541ba1f31af38e65806c0b105eff613" dmcf-pid="ZqSt3aoMvZ" dmcf-ptype="general">시제품 제작 이후에는 인공지능(AI) 예측 모델과 극한 환경 테스트도 도입했다. 연구팀은 국립경국대 윤영준 교수팀과 AI 예측 모델을 구축해 실제 전지의 출력과 전압을 98~99% 정확도로 예측했다. 또한 우주선이 겪을 수 있는 방사선 환경을 모사하기 위해 15MeV급 고에너지 양성자를 전지에 쪼이는 실험도 국내 최초로 수행했다. 이를 통해 실제 우주 임무에 필요한 신뢰성 열화 데이터를 정량적으로 확보했다. </p> <p contents-hash="2f637dd5a99bd071415378b9e7731e1f7c4f2f0abe14992707247f5febc5e971" dmcf-pid="5BvF0NgRSX" dmcf-ptype="general">서재화 KERI 박사는 “베타전지는 전기차처럼 큰 힘을 내는 전지가 아니라 사람의 접근이 힘든 곳에서 수십 년 동안 정비 없이 작은 전력을 꾸준히 공급하는 초장수명 전원”이라며 “국방 무인 감시 센서나 우주, 심해의 비상 신호기를 50년 이상 스스로 작동하게 만드는 핵심 동력이 될 것”이라고 전했다. </p> <p contents-hash="7d694b7772707807a97b93fe525c55a319cb47613f3bd6b651e82c9aa526afeb" dmcf-pid="1bT3pjaeCH" dmcf-ptype="general">윤영준 국립경국대 교수는 “이번 성과는 단순한 컴퓨터 시뮬레이션이나 기초 연구 수준을 넘어 실제 소자의 제작·측정·시제품 실증은 물론 AI 설계 예측까지 완성한 국내 최고 수준의 사례”라고 말했다. </p> <p contents-hash="ffcc4fa51cb8b19f1e5306338c1cc9ef39418f9ece71e5d260330ea01d65e028" dmcf-pid="tKy0UANdvG" dmcf-ptype="general">연구팀은 이번에 확보한 베타전지 제조 기술과 측정 기반을 바탕으로 관련 특허 출원을 마쳤다. 향후 우주항공, 방위산업, 원전 및 방사선 안전 감시, 원격 센서 분야 기업들과 기술이전 및 공동 제품 개발을 추진할 계획이다. </p> <p contents-hash="719442a83c3dc97e11bd9d8ab2189adbfd964ee9cfc316fa2339ee52ed55ba71" dmcf-pid="F9WpucjJSY" dmcf-ptype="general">이번 연구는 KERI 기본사업인 ‘차세대 우주 탐사용 SiC 반도체 베타 전지 소자 개발’ 과제의 지원으로 수행됐다. </p> <p contents-hash="b5fa0b693d010ecf0803036e8d75697c2cae11554dd00aff9dd0f3bbb68192ec" dmcf-pid="32YU7kAiWW" dmcf-ptype="general">김나혜 인턴기자 kim.nahye1@joongang.co.kr</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 중앙일보. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 "우리 아이에게 저런 끼가 있었나"…화상·AI로 아이들과 마음 연 '에듀테크' 07-27 다음 1390조원 AI 동맹, 한국 반도체가 '대체불가' 카드를 꺼내들었다 07-27 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
