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Posted by 매실총각
2015. 7. 27. 16:40

전력시장의 동향 파악! 전기산업특집2015. 7. 27. 16:40

본 내용은 전력시장감시위원회가 전력시장의 동향을 정기적으로 파악하고 이상현상을 신속하게 감지함으로써 시장감시업무를 효과적으로 지원하기 위해, 초기정산 실적을 기준으로 작성한 월간 전력시장감시보고서를 재조명한 자료이다.
전력시장감시위원회는 공정한 전력거래 구현과 경쟁적 전력시장 조성을 목적으로 전력시장운영규칙 제6.2.1조에 근거하여 설립된 전기위원회 산하기구로서, 전기사업법 제21조의 금지행위를 비롯한 전력시장에서의 제반 불공정 행위에 대한 감시 및 시정조치를 담당하고 있다.

 


1. 전력시장 현황

 

(1) 전력수요와 일반발전설비 공급가능용량

그림1.jpg


그래프를 보면 SMP곡선의 움직임이 예측수요 및 일반입찰 기여량과 비슷한 패턴으로 움직이는 것을 볼 수 있는데, 이는 전력수요 대비 일반발전설비 공급가능용량의 점유율이 전력시장가격에 영향을 미친다는 것을 뜻한다. 4월 일반설비의 전력수요 기여율을 살펴보면, 평균 기여율은 28.7%로 전년도 동월의 평균 29.6%보다 낮은 수준이다. 기저발전기 입찰량 평균은 전년 동월 대비 1,421㎿ 증가한 38,643㎿였고, 예측수요 평균은 전년대비 1,290㎿ 늘어난 54,641㎿를 기록했다. 기저발전기 평균 입찰량은 상승했으나, 평균 예측수요는 이보다 적게 늘어남에 따라 일반설비의 전력수요 기여율은 소폭 감소한 것으로 나타났다. 일반설비 전력수요 기여율 최대치는 4/07(화) 10시에 40.5%(기여량 25,762㎿)로 집계됐다.

 


(2) 예측수요와 일반설비의 전력수요 기여율

그림2.jpg


예측수요와 기여율 분포도를 살펴보면, 일반적으로 전 구간에서 일반설비의 전력수요 기여율이 전력수요가 늘어날수록 증가하는 경향을 보인다. 이는 변동비가 낮은 기저발전기는 거의 전 구간 입찰량 대비 높은 발전율로 운전해 전력수요가 변동하는 부분의 운영에서 변동비가 높은 일반설비가 주로 기여하기 때문이다.
4월 일반설비의 전력수요 기여율을 살펴보면, 평균 기여율은 28.7%로 전월 32.2%, 전년 동월 32.9% 대비 소폭 감소했다. 전년 대비 공급능력은 8,175㎿로 대폭 상승했으나 기저발전기 평균입찰량(+1,421㎿)과 예측수요평균(+1,291㎿)은 이보다 소폭 증가했기 때문으로 판단된다.

 


(3) 전력시장가격과 전력수요

그림3.jpg


4월 예측수요와 시장가격간의 상관계수는 0.818로 전년 동월 0.874보다 줄었다. 상관계수의 감소는 예측수요가 증가할 때 시장가격이 증가하는 정도가 작아진 것을 의미하는데, 4월에는 시장가격에 미치는 전력수요의 영향도가 전년 동월에 비해 줄었음을 뜻한다.
전반적으로 전년 동월에 비해 낮은 가격대를 보이고 있는데, 4월의 공급능력이 전년에 비해 평균 8,175㎿가 증가해 대폭 확충된 반면, 예측수요 평균은 1,291㎿ 증가에 그친 영향이 반영됐기 때문이다. 즉 확충된 공급능력에 비해 수요가 적게 증가해 SMP 평균값은 전년 대비 31.0%의 하락세를 보였다.
SMP 최대치는 4/26(일) 1시 a_1CC가 결정한 108.2원/㎾h였고, SMP 최저치는 4/26(일) 4시에 b_#1CC가 결정한 95.3원/㎾h였다.

 


(4) 거래규모와 정산단가

4월 전력거래량과 정산단가의 상관계수는 0.926으로 전년 동월 0.897에 비해 소폭 증가했다. 여기서 상관계수의 증가는 정산단가에 미치는 전력거래량의 영향이 늘어난 것을 의미하며, 정산단가에 미치는 전력거래량의 영향도가 전년 동월에 비해 소폭 커졌음을 뜻한다.
정산단가 최고치는 105.4원/㎾h로 4/07(화) 20시에 발생했다. 이때는 c_#1CC가 가격을 결정하면서 SMP도 높은 수준이었으며, 일반 발전기 입찰기여도도 높은 수준을 기록한 시기였다. 평균 정산단가는 68.5원/㎾h로 전년 동월 대비 21.3% 하락했는데, 이는 정산조정계수가 상향 조정되었음에도 불구, 평균 SMP가 하락한 결과이다.

 

그림4.jpg

 

(5) 가격지속곡선

그림5.jpg


4월 가격대별 지속시간을 살펴보면, 전년 동월 대비 높은 가격대의 피크치가 많이 완화됨과 동시에 가격의 하향 안정화가 이뤄진 결과를 보여줬다. 140원/㎾h 이상 구간의 가격결정발생 비율이 전년 동월에는 86.0%, 170원/㎾h이상도 0.6%였으나, 금년에는 95~110원/㎾h 이내에서 가격이 모두 결정되면서 가격결정구간이 전년 동월과 상이했다.

 

 


(6) 가격변동성

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4월 평균시장가격은 103.72원/㎾h으로 전년 동월 대비 31.0%, 전월 대비 12.4% 하락하며 2009년 이래로 최저 가격을 기록했다. 전년 동월 및 전월 대비 SMP결정비율이 가장 높은 LNG 및 유류의 열량단가 하락에 기인한 것으로 보이며, 전년 동월 대비 기저발전기의 입찰량 증가도 영향을 미친 것으로 판단된다.
LNG복합의 가격결정비율은 전년 동월 대비 24.0%P 하락한 76.0%였으며, 유류는 24.0%P 증가한 24.0%, 국내탄과 유연탄은 0%로 전년 동월과 같이 가격을 결정한 사례가 전무했다.

 

 

 

2. 전력계통현황

 

(1) 발전원별 발전율

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발전원별 4월 평균 발전율(입찰용량 대비)은 유연탄기력 99.39%, 무연탄기력 89.59%, 중유기력 41.52%, LNG 45.06%, 원자력 100.11%를 나타냈다. 전체 평균 발전율은 78.8%로 전월 대비 0.9%p, 전년 동월 대비 10.0%p 하락했다. 전월 대비 하락한 요인은 입찰량 감소율(-8.2%)보다 발전량 감소율(-9.3%)이 큰 것에 기인하며, 전년 동월 대비 하락한 요인으로는 발전량 증가율(+2.2%)보다 입찰량 증가율(+16.3%)이 컸기 때문으로 판단된다.
전반적으로 기저발전기인 원자력은 월평균 100% 발전율, 유연탄은 90%이상의 발전율로 운영됐다. 무연탄기력, 중유기력 및 LNG복합의 경우는 발전율이 전력수요의 영향을 받아 변동하는 패턴을 보였다.

 


(2) 일별 공급예비력 추이
4월 평균 공급예비력은 18,350㎿로 전년 동월 10,787㎿ 대비 7,563㎿ 증가, 전월 17,008㎿ 대비 1,341㎿ 늘어났다. 이는 전년 동월 대비 공급능력이 9,136㎿ 상승했으나 최대전력이 1,572㎿ 증가에 그친 영향이 반영된 것이다. 전월 대비 공급능력은 평균 3,121㎿ 감소했으며, 최대전력은 4,432㎿ 줄어들어 공급예비력이 1,341㎿ 증가한 것으로 나타났다.
최저공급예비력은 4/08(수)에 발생한 1,305㎿으로, 해당 일 운영예비력도 충분히 확보돼 별도의 전력수급경보발령 없이 안정적으로 운영됐다.

 

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(3) 입찰기준 예비력과 전력시장가격

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4월 송전단기준 최대전력은 4/07(화) 10시 64,035㎿를 기록하며, 전년 동월 61,250㎿ 보다 4.55% 증가한 수치를 보였다. 월 평균전력(발전단기준)은 57,365㎿로, 전년 동월 대비 2.3% 상승하며 계절특성상 냉난방부하가 거의 없는 시기로 연평균증가추세를 나타냈다.
전년 동월 대비 월간 피크 시 설비용량은 신규 발전기의 준공(d_#9CC, b_#1,2CC)으로 8,031㎿ 증가한 95,365㎿에 이르러 9.2%의 증가율을 보였고, 공급능력은 전년 대비 8,344㎿(11.7%) 늘어난 79,635㎿를 확보했다. 최근 6년간('10~'15)의 연도별 4월 실적을 보면 최대전력 증가율은 3.6%였으며, 월평균전력 증가율은 3.6%로 집계됐다.

 


(4) 전력시장가격과 입찰기준 예비율
전력시장가격과 입찰기준 예비율과의 관계를 살펴보게 되면, 전반적으로는 반비례 추세를 확인할 수 있다. 즉 입찰기준 예비율이 증가할수록 전력시장가격이 낮아진다는 것이다. 입찰기준 예비율 증가에 따라 전력시장가격이 낮아지는 정도는 상관관계로 비교할 수 있는데, 전월 입찰기준 예비력과 시장가격의 상관관계가 △0.882이었던 것에 반해 4월에는 △0.759로 시장가격에 예비력이 미치는 영향이 소폭 감소했다.
분포도를 살펴보면 전월 대비 시장가격이 전반적으로 낮고 안정적으로 형성돼 있다. 이는 LNG 및 유류의 열량단가 하락, 기저발전기의 입찰량 증가 등에 기인하며 그 결과 평균 전력시장가격이 전월 118.35원/㎾h에서 4월 103.72원/㎾h로 감소했다.

 

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(5) 제약발전량

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4월 총 제약발전량(CON)은 2,813.60GWh로 3,039.67억 원의 정산금이 발생했다. 이는 총 부가정산금 중 가장 많은 부분을 차지하는 양이다. 전월 대비 제약발전량 10.7%, 정산금 34.7%가 감소했으며, 전년 동월 대비 제약발전량은 40.6% 증가, 정산금은 5.4%가 줄어든 것으로 집계됐다. 기타 항목에서의 각 정산금 비중은 시운전 발전량 실정산금(REBCO) 비중이 91.96%, 그 외에는 기동비용정산금(SUAP) 비중이 7.57%를 차지했다.
연료원별로 제약발전량(CON)을 살펴보면, 원자력, 유연탄 등 기저발전기의 점유율은 낮았으며, 유류가 전체의 13.4%, LNG가 전체의 79.3%를 차지해 점유율이 높았던 것으로 나타났다. 복합에서는 열제약발전기인 l_1CC, m_CC 등이며 인천지역 제약발전기가 다수를 차지했고, 유류발전기는 계통제약과 관련해 n_#5,6이, 양수발전기는 전월과 같이 발전제약이 많았다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 전력시장의 동향 파악!
:
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국토교통부.jpg

 

‘판교 창조경제밸리’ 조성 사업이 금년 말 착공되어 본격적으로 추진된다. 국토교통부(장관 유일호)는 창업, 정보통신기술(ICT), 문화 융합 등 창조경제 지원 기관이 집적된 기업지원허브를 선도 프로젝트로 추진하는 등 창조경제밸리 조성에 본격 착수할 계획이다.
또한, 약 300개 창업기업이 입주할 수 있는 창업인큐베이터와 벤처캠퍼스, 창업 후 2~3년의 성장단계 기업 300개 사(社)가 저렴하게 입주할 수 있는 기업성장 지원센터가 조성된다. 정부는 제12차 경제관계장관회의에서 이 같은 내용의 판교 창조경제밸리 마스터플랜을 논의·확정하였다.
지난 3월 30일(월) 제6차 경제관계장관회의에서 현(現) 판교 테크노밸리 인근 도로공사 부지와 개발제한구역(GB) 용지를 활용하여 국가 지정 도시첨단산업단지(43만㎡ 규모)를 조성키로 한데 이어, 관계부처 합동 T/F, MP(Master Planner) 자문단, 벤처기업협회 등 현장의 아이디어를 담아 이번에 마스터플랜을 마련한 것이다. 판교 창조경제밸리는 ‘창조경제’를 구성하는 창업, ICT 기술혁신, 문화융합 기능 등을 구체적인 공간에 집약적으로 구현하기 위한 사업으로 추진되고 있다.
판교 창조경제밸리 마스터플랜의 주요 내용은 창조공간으로서 기업지원허브를 선도 프로젝트로 추진하며, 기업 성장단계에 맞춘 사업공간 및 글로벌 네트워크, 산학연 협력 공간, 창조인재가 소통·교류하는 매력적인 도시공간을 조성하는 것이다. 창조경제밸리에는 사물 인터넷(IoT) 전용망, 5G Open lab, 생활정보를 통합 제공하는 도시 통합 네크워크, 스마트 도로 등 첨단기술이 적용된 미래형 도시 인프라를 구축할 예정이다.
또한, 제로에너지 빌딩, 스마트그리드, 전기차 운행 등을 통해 친환경 에코(Eco) 도시로 조성하고, 공공디자인, 건축공모를 통해 창의적인 설계·디자인을 도입할 계획이다.

 

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - ‘판교 창조경제밸리’ 금년 말 착공
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중소기업청1.JPG

 

중소기업청과 한국벤처투자는 나주 한국전력공사 본사에서 한국전력공사와 중소기업과의 상생협력, 동반성장 및 공동펀드 조성에 관한 업무협약을 체결했다. 이번 업무협약은 중소기업청이 나주 빛가람 시대를 개막(2014.12월)한 한전과 유기적인 협력체계를 구축함으로써, 중소기업 지원 및 지역경제 활성화를 통해 창조경제 구현에 앞장서기 위한 초석으로, 오늘 행사를 통해 중소기업과의 상생협력 및 동반성장을 위한 업무협약, 전력·에너지 산업, 지역발전 공동펀드 조성 업무협약 등 2건의 업무협약이 체결되었다.
한전은 중소기업과의 상생협력을 위해, 중기청 상용화 기술개발 지원사업에 참여해 전력·에너지 관련 기술개발 분야 중소기업의 연구개발을 독려하고, 적극적으로 중소기업 제품을 구매해 우수 중소기업 제품의 판로 확대와 기술개발 제품의 수요창출에 기여하기로 했다.
또한 청년 일자리 확대를 위해 한전 협력사들과 공동으로 채용박람회를 주기적으로 개최해 나가는 한편, 지역 전통시장 활성화를 위해 온누리 상품권 구매 및 지역 전통시장에서 장보기에도 적극 참여하기로 하였다. 한국벤처투자와의 공동펀드 조성 업무협약을 통해서는 한전이 주요출자자가 되어 250억 원 규모의 ‘에너지밸리 펀드’와 100억 원 규모의 ‘빛가람 펀드’를 만들기로 하였다.
이번 중기청과 한전의 협약을 바탕으로 한전의 동반성장 및 지역상생 실천의지가 지역 중소기업과 소상공인에게 실질적으로 전파될 것으로 기대된다. 아울러, 하반기에 조성될 에너지밸리 펀드와 빛가람 펀드를 통해 광주·전남 소재 중소기업들에게 투자자금이 공급됨으로써 지역 기업들의 투자자금에 대한 갈증이 해소될 것으로 보인다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 중기청-한전, 중소기업과의 상생을 위한 업무협약 체결
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미래부.jpg

 

‘친환경에너지 타운’ 조성사업은 2014년 1월 대통령 신년 기자회견에서 구축방안이 발표되고, 1단계로 3개 대상 지역을 선정하여 국정과제로 추진 중인 사업이다. 진천 친환경에너지 타운은 국내 최초로 태양광, 태양열, 지열, 하수폐열 등 다양한 신재생 에너지들을 복합적으로 활용하여 에너지 수요를 자급자족하는 미래형 에너지 단지로 조성된다.
미래부는 이를 위해 충청북도와 친환경 에너지타운 조성, 에너지 타운에 기반한 비즈니스 모델 활성화 및 충청북도의 ‘아시아 솔라밸리’화를 위한 태양광 산업육성을 위해 업무협약서를 체결하는 등 친환경에너지 기반 창조경제 활성화 촉진을 위한 지원을 보다 확대할 계획이다.
지난 10년간 태양전지는 화석연료 고갈 및 기후변화에 대응하기 위한 핵심 수단으로 인식되면서 비약적인 성장을 해왔다. 이에 따라, 미래부는 2020년까지 연 27조 원 규모로 전망되는 태양전지 시장에서 한국이 차세대 태양전지를 통해 매출액 6,000억 원(태양전지 시장의 약 2%)을 달성할 수 있도록 정부 연구개발(R&D) 투자를 강화하기로 하였다. 또한, 정부와 개별 기업이 수행하는 기술 개발이 상호 연계되고 종합되어 국가 차원의 기술 경쟁력으로 이어질 수 있도록 민-관 협력에 주력하기로 하였다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 미래부ㆍ충북도, 국내 최초로 ‘신재생에너지 복합형’ 친환경에너지 타운 본격 조성
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산업통상자원부.jpg

 

 

산업통상자원부가 빠르게 다가오는 거대 도시화, 친환경 자동차 시장 확대 등 미래 교통 환경에 대응할 수 있는 초소형 전기차 개발에 박차를 가하고 있다. 작년부터 4륜 초소형 전기차 개발(3년, 70억 원)을 착수하였으며, 이를 통해 도출된 디자인은 현재 의장등록이 완료된 상태로, 2017년에 개발을 완료할 계획이다. 아울러 중소·중견기업에게 보다 다양한 초소형 전기차 개발 기회의 제공 필요성에 따라 올해는 3륜 초소형 전기차 개발(2년, 50억 원)도 시작한다. 이에 따라 앞으로 다양한 형태의 한국형 초소형 전기차가 2017년에 개발을 완료하고 상용화될 것으로 보인다.
초소형 전기차의 특징은 엔진기반 차량 대비 저가(1천만 원 이하)이고, 근거리 이동수단에 큰 장점을 가지고 있다. 특히 다품종 소량생산이 가능해 장애인, 여성, 노인 등 사회적 약자들을 위한 맞춤형 차량 개발이 가능하다.
또한, 전기차 보급의 문제점인 전기차 충전소 구축에도 보다 자유로워 저용량 배터리, 홈 충전 방식으로 적용 가능하여 친환경차 보급 확산에 기여할 수 있는 장점도 있다. 더불어 완성차 업체의 고유 작업으로 생각되는 창의적인 모델 디자인 분야에서도 중소·중견기업이 직접 참여·개발할 수 있어 중소·중견기업 중심의 새로운 산업 생태계도 기대되고 있다. 초소형 전기차의 선진 개발국인 유럽과 일본은 법적 준비를 마치고 차공유(카쉐어링) 서비스, 실증사업 등 실제 도로에서 운행되고 있다. 그러나 우리나라는 초소형 전기차의 개념정의가 아직 정리되지 않은 상태로 자동차관리법상 승용차와 이륜차 등 어디에도 속하지 않아 도로 주행이 불가한 상태라 산업부는 초소형 전기차 개발과 더불어 법·제도 개선을 위해 초소형 전기차의 법적정의와 안전규정, 그리고 보조금 등 지원제도를 산·학·연·관 전문위원회를 통해 검토 연구하여 효율적 방안을 찾고 있다. 자동차의 안전규정을 모두 적용할 경우 초소형 전기차가 가지는 장점을 모두 잃게 되며, 반대의 경우는 저품질, 저가형 모델의 시장 난입으로 탑승자 안전과 권익을 해칠 수 있어 충분한 검토가 필요한 상황으로 관련 세미나 등을 통해 합리적 방안을 논의 중이다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 초소형 전기차(Micro-모빌리티) 개발에 박차
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새로운 기술은 탐침 팁과 표면 사이의 정전기력을 측정할 수 있게 해준다(사진. KISTI 미리안)

 

 

일본 오사카 대학 연구진이 최근 팁 상의 전하와 표면의 전하 사이의 정전기력을 측정할 수 있는 원자힘 현미경 방법을 개발했다. 이것은 더 직접적이고 이전의 기술보다 더 정확한 방법으로, 연구진은 추가적인 전기장을 발생시키는 전압 펄스를 표면에 인가한 후, 팁 상의 전기장에 의해서 수행된 연구 결과를 측정했다. 연구진은 원자힘 현미경 팁에서 작용하는 것과 같은 방식으로 정전기력을 직접적으로 측정할 수 있는 방법을 고안했다. 먼저 그들의 팁을 진동하는 전압에 그것을 일정한 주파수와 진폭으로 진동하게 하고, 짧은 전압 펄스를 팁이 표면에서 멀어져가는 순간에 인가했다.
이 펄스는 정전기력의 갑작스런 증가를 야기해 팁의 상향 움직임에 제동을 걸었다. 이런 에너지 손실은 팁 상에서 정전기 일과 동등해 연구자들은 단순히 전압 펄스 동안에 팁이 움직인 거리를 나눔으로써 결정할 수 있었다.
체코 과학 아카데미 물리학 연구소의 Pavel Jelinek은 “작은 스케일에서 정전기력에 대한 새로운 조사 기술을 찾고자 하는 연구가 많이 진행되고 있다”며, “이들 오사카 대학 연구진의 방법은 팁-시료 거리의 함수 및 인가된 전압의 함수로서 정전기력을 정확하게 측정할 수 있게 해준다”고 언급했다. 또한, “이 방법은 현재의 다른 방법보다 우수하지만, 새로운 기술에서 잠재적인 도전은 다른 에너지 손실 메커니즘으로부터 정전기력 효과를 구별하는 것”이라고 전했다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 정전기력을 측정할 수 있는 원자힘 현미경 방법 개발
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플라즈몬 금속/유기/반도체 나노와이어 이종구조의 단순 개념도(사진. KISTI 미리안)

 

 

20세기 초, 물리학자 구스타프 미에는 금속 나노입자의 색깔이 그 크기와 금속과 근처 물질들의 광학 특성에 따라 변한다는 것을 밝혀냈다. 연구원들은 이 퍼즐의 숨겨진 조작을 찾아냈다. 과학자들은 중세의 유리 제작자들이 오늘날 플라즈몬닉스(소위 플라즈몬인 전자 진동에 기반한 새로운 연구분야)으로 불리는 것을 이용하고 있었다는 것을 깨닫고 놀라워했다. 플라즈모닉스는 광이 금속 표면을 따라 혹은 나노미터 두께 금속 필름 내에서 어떻게 안내될 수 있는지 설명하고 있다. 원자 수준에서, 금속 결정들은 매우 잘 정렬된 격자 구조를 가진다. 이 격자는 자유 전자들과 부딪히는 광과, 상호작용하는 금속 원자들과 밀접하게 연관되지 않는 자유 전자들을 포함한다. 이 자유전자들은 금속 격자 내 양으로 하전된 핵의 고정된 위치에 대해 진동을 집합적으로 시작한다. 음파 내 공기 분자들의 밀도와 같이 전자 밀도는 플라즈몬 파로 금속 격자 내에서 변화한다.
마이크로미터의 거의 절반인 파장을 가진 가시광은 수 나노미터 두께인 금속 필름을 통해 이동하기 위해 거의 100배까지 집중될 수 있다. 이는 인간 머리카락에 비해 1,000배나 더 작은 크기이다. 새로운 혼합 광-전자-파-상태는 특이한 광학 특성을 가진 강한 광-물질 상호작용을 만든다.
플라즈모닉스는 컴퓨터와 스마트폰이 전자 집적화 회로 내부 데이터를 전송하는 방법을 개혁할 수 있다. 현재의 전자 집적화 회로 내 데이터 이동은 금속 와이어 내 전자들의 흐름을 통해 발생하지만, 플라즈모닉스에서, 이는 양의 핵에 대한 진동 움직임에 의해 나타난다. 그러므로 데이터 이동은 오래된 기술에서 더 시간 소비적이다.

 

 

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 금속 내 전자 진동을 통한 광기반 기술 혁신
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(사진. pixabay)

 

 

호주원자력과학기술연구소에서는 최근 중국과학원 물리학연구소와의 공동연구를 통해 소듐이온 배터리(Sodium-ion Battery)의 수명과 성능을 개선할 수 있는 소재의 전기화학적 특성을 연구하고 있다. 에너지 저장을 위한 재충전가능 소듐이온 배터리에 대한 콘셉트는 이미 1980년대부터 알려져 있었지만 에너지 밀도(Energy Density)와 율속성능(Rate Performance)의 부족, 수명 연장과 더 우수한 전극물질을 발굴해야 한다는 필요성이 제기돼 그리 많은 진척이 이뤄지지는 않았었다. ANSTO와 중국과학원의 연구진은 최근 Nature Communications 저널의 논문을 통해 전기적 구조를 변경해 소듐 이온 배터리에서 사용되는 전극 물질의 특성을 개선하는 방안을 제안하고 있다.
결정구조에 있어 가장 유용한 구조 중 하나는 P2-type으로 불리는 것으로 Na+ 이온층이 전이금속 산화물 슬랩(Slab) 사이에 위치하는 것이다. 이 구조는 Na+ 이온의 높은 이동성과 견고한 구조로 인해 매력적인 특징을 갖고 있지만 충방전 동안에 원하지 않은 소듐 배열 초구조(Sodium-ordered Superstructures)가 형성돼 활용에 제약을 받고 있다. 이번 논문의 저자 중 한 명인 Max Avdeev는 “구조 내 소듐이온 배열과 전하분포 사이에 연결이 생긴다는 것은 이미 오래 전부터 알려져 왔다. 이러한 연결을 끊으려는 연구의 대부분은 철, 망간, 코발트, 니켈과 같이 일부 활성전이금속(Active Transition Metal)을 전기화학적으로 결합하는 것에 기반을 두고 있었다. 그렇지만 이런 방법은 비효율적이거나 부작용을 발생시킬 수 있다”고 설명했다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 소듐이온 배터리의 물성을 개선하기 위한 연구
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두 가지 종류의 코너 4층 그래핀의 층 간 잘라내는 모드와 층 간 호흡 모드
(사진. KISTI 미리안)

 

 

그래핀을 대표하는 2차원 재료는 우수한 전기학 성능과 광학 성능을 보유하고 있다. 때문에 더욱 엷고 전기 전도 속도가 신속한 차세대 전자 부품, 트랜지스터와 광 전기 디바이스를 개발하는데 응용될 것으로 전망된다.
체(體) 흑연과 동일한 Bernal 축적(즉 AB 축적) 방식을 보유하고 있는 다층 그래핀 외 실험실에서는 다양한 그래핀 시트 층 방향 랜덤의 다층 그래핀을 개발하거나 합성할 수 있는데 이런 다층 그래핀이 바로 코너 다층(Corner Multilayer) 그래핀이다.
코너 다층 그래핀 내부에서 각 서브 시스템이 갖는 층 수의 다양성은 각 서브 시스템 간의 회전 각도로 하여금 다양성을 보유할 수 있도록 했으며, 그래핀 재료의 연구 대상과 연구 내용을 더욱 확장했다. 예를 들면 단일 층 혹은 멀티 층 그래핀 축적 방식의 차이로 그래핀 시트 층의 다양한 층 사이에 커플링(Coupling)을 발생시켜 전자 에너지 밴드 구조에 영향을 끼치며 코너 다층 그래핀이 축적 방식과 대응되는 각종 다양한 광 전기 특성을 보유할 수 있도록 하는 것이다.
최근 중국과학원 반도체 연구소 산하 ‘반도체 초 결정 격자 국가 중점 실험실’ 탄핑헝(譚平恒) 연구원 연구팀은 최근 관련 연구를 통해 독자적으로 개발한 초 저 파수(波數) 라만 기술을 이용해 이미 다층 그래핀과 다층 회전 그래핀 속에서 층 간의 잘라내기 모델을 관찰(Nature Materials 11, 294-300 (2012),Nat. Commun. 5:5309 (2014))하는데 성공해 이슈가 되고 있다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 코너 다층 그래핀의 호흡 층 간 커플링 연구
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