김형준 KIST 차세대반도체연구소장 문자의 발명으로 인류가 정보를 쉽게 축적할 수 있게 되면서 문명의 발전이 가속화되었고, 그 결과 오늘날 우리는 과거에는 상상조차 할 수 없었던 엄청난 양의 정보를 매 순간 처리하며 살고 있다. 현재 사용되는 영어단어는 약 50만 개 정도인데, 이것은 셰익스피어 시대와 비교해 다섯 배가 증가한 양이며, 18세기에 살았던 사람이 평생 알 수 있었던 정보보다 오늘 자 '뉴욕타임스'에 실린 정보의 양이 더 많다고 한다. 인터넷 검색 몇 번으로 전 세계에서 일어나는 사건을 실시간으로 확인할 수 있을 뿐 아니라 오래전 일들도 원하기만 하면 쉽게 얻을 수 있는 세상이 됐다. 그러다 보니 이제는 쏟아지는 정보 가운데 내가 원하는 정보를 찾는 것이 중요해졌다. 학습, 분석, 추론 등의 서비스를 위한 대규모 연산을 초고속, 초저전력으로 수행해야 하는 지능형 반도체의 수요는 향후 급증할 것이다. 최근 다양한 종류의 센서 기술이 발달함에 따라 글자나 사진과 같은 고전적인 데이터뿐만 아니라 동영상, 3차원(D) 이미지와 같은 고용량의 비정형 데이터가 기하급수적으로 늘어나고 있다. 사람 뇌의 메커니즘에서 영감을 받아 탄생한 차세대 지능형 반도체인 '뉴로모픽' 기술은 비정형 데이터 처리에 있어 효율적인 알고리즘 연산을 수행할 수 있어 정보가 권력인 현대사회에서 필수적인 기술이다. 센서와 뉴로모픽 칩을 연결해 센서에서 얻은 정보를 따로 저장하지 않고 즉시 처리함으로써 정보의 수집, 연산, 처리 과정을 효율적으로 진행할 수 있고, 궁극적으로는 뇌의 고차원 기능의 재현을 목표로 하고 있어서 그 필요성은 더욱 높아지고 있다. 기존 센서의 처리방식은 아날로그 데이터의 디지털 전환과정을 거친 다음 일시적 저장 및 처리단계로 이동한다. 처리단계에서는 디지털 데이터에 필터링, 노이즈 제거 등의 작업이 이뤄지고, 이후 패턴인지, 분류, 예측 등 해석 과정이 진행된다. 그런데, 이러한 처리방식은 데이터가 계속해서 이동해야 하고, 각 과정이 직렬적으로 처리돼 많은 지연이 발생한다. 반면에 감각 뉴로모픽의 가장 큰 특징이자 장점은 사람과 같이 센서로부터 얻은 아날로그 신호를 디지털로 변환하지 않은 상태에서 모든 작업이 수행되고 데이터가 병렬적으로 전송된다는 것이다. 따라서 데이터의 이동이 적어 처리 지연과 전력 소모를 줄이는 것뿐만 아니라 복잡성과 크기가 큰 데이터를 효율적으로 처리하는 데 적합하다. 현재 감각 뉴로모픽 기술을 구현하기 위한 다양한 연구가 국내외에서 진행되고 있으며, 다양한 흐름은 크게 세 가지로 구분할 수 있다. 첫째 시각, 청각, 촉각 등 다양한 센서를 비휘발성 소자와 결합하는 방향의 개발로 센서와 소자 간 상호작용을 통해 센서 데이터를 더 효율적으로 수집하고, 처리하는 방식이다. 두 번째는 비휘발성 소자가 센서의 역할도 통합적으로 수행하게 만드는 것이며, 센서와 비휘발성 소자에서 처리한 데이터를 기반으로 액추에이터까지 연결해 동작시키는 방식도 있다. 지난 2020년, 소니는 세계 최초로 1230만 화소의 프레임 기반 이미지 센서와 하드웨어 뉴로모픽 프로세서를 적층한 구조의 지능형 비전 센서를 출시한 바 있다. 네트워크를 통해 데이터를 전송해 분석하는 기존 센서와는 달리 지능형 비전 센서는 센서와 수직으로 인공지능 프로세서를 적층해 센서에서 즉시 작업을 처리할 수 있어서 데이터 전송으로 인한 에너지 소비와 지연이 없다는 장점을 갖고 있었다. 예를 들어 공공장소에 설치된 CCTV를 통해 특정 인물을 구분하거나 자동차 번호판을 식별할 때 외부로 데이터를 전송하지 않고 바로 인식하는 방식이다. 감각 뉴로모픽 기술을 사용하면 단순히 시각과 청각 등 인간의 감각을 넘어 자외선, 초음파, 무색무취의 화합물과 같이 인간이 감지하기 어려운 대상으로까지 범위를 확장할 수 있다. 뿐만 아니라 센서 기술과 감각 뉴로모픽 기술을 더 효과적으로 결합할 수 있다면 인공망막, 전자피부, 신경보철 등의 다양한 분야에서 기술혁신을 이룰 수 있다. KIST(한국과학기술연구원)는 작년 9월 산업현장의 가스유출을 감지하거나 세균과 바이러스를 단시간에 찾아낼 수 있는 뉴로모픽 인공후각 센서를 개발했으며, 향후 인공지능 로봇 개발에도 활용할 계획이다. 뉴로모픽 기술은 아직은 갈 길이 먼 초기 단계이지만 향후 우리나라가 이 분야의 키플레이어가 되기 위해서는 센서 기술과 뉴로모픽 기술의 융합연구에 대한 지속적인 투자를 통해 초기 중요기술을 선점하고, 관련 지식재산권 보호를 통해 경쟁력을 확보해야 할 것이다. 출처 : 머니투데이 (링크)

안녕하세요. 현재 견학 프로그램 준비 중으로, 4월 중 견학신청란이 열릴 예정이오니 홈페이지에서 신청해주시면 됩니다. 감사합니다.

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안녕하세요. KIST는 가급 국가 보안시설로서 건물 도면 자료를 일반에 공개하고 있지 않습니다. 양해 부탁드립니다.

KIST(한국과학기술연구원) 인사발령 <전보> ▲ 한국과학기술연구원 부원장 장준연 ▲ 한국과학기술연구원 연구기획조정본부장 손지원 2024.3.29. 부. 끝.

- 경제성과 환경성을 동시에 갖춘 포름산 생산 CCU 공정 개발 - 세계 최대 규모 실증을 통해 CCU 기술의 상업화 앞당길 것으로 기대 이산화탄소를 포집해 유용한 화합물로 전환하는 CCU(Carbon Capture & Utilization) 기술은 탄소중립 사회로 빠르게 진입하기 위한 핵심이다. 포집된 이산화탄소를 저장만 하는 CCS(Carbon Capture & Storage) 기술은 공정이 비교적 단순하고, 운영 및 유지보수 비용이 적어 초기 상업화 단계에 진입했다. 하지만 CCU 기술은 전환 공정의 복잡성 및 화합물의 높은 생산비용으로 촉매개발 등 기술 탐색 수준의 연구만 이루어지고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 청정에너지연구센터 이웅 박사팀은 이산화탄소를 포름산으로 전환하는 CCU 신공정을 개발했다고 밝혔다. 유기산의 일종인 포름산은 가죽, 식품, 의약품 등 다양한 산업에 활용되는 고부가가치 화합물로 연간 1백만 톤 규모가 소비되는 큰 시장이 있으며, 수소 운반체 역할도 할 수 있다. 그뿐만 아니라 하나의 이산화탄소 분자를 사용해 포름산을 생산할 수 있어 다른 유기산 대비 생산 효율성이 높다. 연구팀은 포름산 생산반응을 매개하는 여러 아민 중 가장 높은 이산화탄소 전환율을 나타내는 1-메틸피롤리딘 아민을 선정하고, 루테늄금속(Ru) 기반 촉매에 대한 반응기의 운전 온도 및 압력을 최적화하는 공정을 개발해 기존 38% 수준의 이산화탄소 전환율을 2배 이상 높였다. 또한, 대기나 배출가스로부터 이산화탄소를 분리하는 과정에서 발생하는 과다한 에너지 소모 및 부식으로 인한 포름산 분해 문제를 해결하기 위해 이산화탄소를 분리하지 않고 직접 전환하는 동시 포집-전환 기술을 개발했다. 그 결과, 톤당 790달러 수준의 포름산 생산 단가를 톤당 490달러로 크게 낮추었으며 이산화탄소 발생량도 감축했다. 한편, 연구팀은 포름산 생산 CCU 기술의 상용화 가능성을 평가하기 위해 세계 최대인 하루 10kg 규모의 포름산 생산 파일럿 공정을 구축했다. 기존의 실증연구는 실험실에서 소규모로 수행돼 실제 대량생산 시 발생하는 불순물 정제공정을 고려하지 못했다. 하지만 연구팀은 부식을 최소화하는 공정 및 소재를 개발했고, 포름산 분해를 최소화하는 운전조건을 확인해 순도 92% 이상의 포름산을 생산하는 데 성공했다. 연구팀은 2025년까지 하루 100kg 규모의 파일럿을 완공하고 공정검증을 진행함으로써 2030년 상용화를 목표로 하는 후속 연구를 진행할 예정이다. 상업성 확보를 위해서는 연간 7만 톤 규모로 생산돼야 하는데, 100kg 파일럿으로 공정검증에 성공하면 수요기업으로의 운송, 판매 등이 가능해질 것으로 기대된다. KIST 이웅 박사는 “CCU 기술로 생산된 화합물이 상용화 단계까지 가지 못한 상황에서 본 연구를 통해 이산화탄소를 포름산으로 전환하는 공정의 상용화 가능성을 확인할 수 있었다”라며, “대기 중 이산화탄소를 직접적으로 감축할 수 있는 CCU 기술의 상업화를 앞당겨 2030년 국가의 탄소중립 목표 달성에 기여하겠다”라고 밝혔다. 과학기술정보통신부(장관 이종호)의 지원을 받아 KIST 주요사업 및 Carbon-to-X 사업(2020M3H7A1098271)을 통해 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Joule」 (IF 39.8, JCR 분야 상위 0.9%)에 최신호에 게재됐다. * 논문명 : Accelerating the net-zero economy with CO2-hydrogenated formic acid production: Process development and pilot plant demonstration [그림1] 이산화탄소 전환을 통한 포름산 생산 공정 새롭게 개발된 이산화탄소를 전환하여 (CCU) 포름산을 생산하는 공정의 흐름도 (위) 및 대규모 파일럿 공정 실증 운전 자료 (아래) [그림 2] 하루 10kg의 포름산을 생산하는 파일럿 규모 실증 공정 실제 운전이 이뤄진 파일럿 실증 공정의 모습. 크게 반응부와 분리부, 재순환 및 진공 시스템으로 구성되어 있으며, 안정적인 연속 운전이 가능하며 상용화 가능성을 높임.

- 경제성과 환경성을 동시에 갖춘 포름산 생산 CCU 공정 개발 - 세계 최대 규모 실증을 통해 CCU 기술의 상업화 앞당길 것으로 기대 이산화탄소를 포집해 유용한 화합물로 전환하는 CCU(Carbon Capture & Utilization) 기술은 탄소중립 사회로 빠르게 진입하기 위한 핵심이다. 포집된 이산화탄소를 저장만 하는 CCS(Carbon Capture & Storage) 기술은 공정이 비교적 단순하고, 운영 및 유지보수 비용이 적어 초기 상업화 단계에 진입했다. 하지만 CCU 기술은 전환 공정의 복잡성 및 화합물의 높은 생산비용으로 촉매개발 등 기술 탐색 수준의 연구만 이루어지고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 청정에너지연구센터 이웅 박사팀은 이산화탄소를 포름산으로 전환하는 CCU 신공정을 개발했다고 밝혔다. 유기산의 일종인 포름산은 가죽, 식품, 의약품 등 다양한 산업에 활용되는 고부가가치 화합물로 연간 1백만 톤 규모가 소비되는 큰 시장이 있으며, 수소 운반체 역할도 할 수 있다. 그뿐만 아니라 하나의 이산화탄소 분자를 사용해 포름산을 생산할 수 있어 다른 유기산 대비 생산 효율성이 높다. 연구팀은 포름산 생산반응을 매개하는 여러 아민 중 가장 높은 이산화탄소 전환율을 나타내는 1-메틸피롤리딘 아민을 선정하고, 루테늄금속(Ru) 기반 촉매에 대한 반응기의 운전 온도 및 압력을 최적화하는 공정을 개발해 기존 38% 수준의 이산화탄소 전환율을 2배 이상 높였다. 또한, 대기나 배출가스로부터 이산화탄소를 분리하는 과정에서 발생하는 과다한 에너지 소모 및 부식으로 인한 포름산 분해 문제를 해결하기 위해 이산화탄소를 분리하지 않고 직접 전환하는 동시 포집-전환 기술을 개발했다. 그 결과, 톤당 790달러 수준의 포름산 생산 단가를 톤당 490달러로 크게 낮추었으며 이산화탄소 발생량도 감축했다. 한편, 연구팀은 포름산 생산 CCU 기술의 상용화 가능성을 평가하기 위해 세계 최대인 하루 10kg 규모의 포름산 생산 파일럿 공정을 구축했다. 기존의 실증연구는 실험실에서 소규모로 수행돼 실제 대량생산 시 발생하는 불순물 정제공정을 고려하지 못했다. 하지만 연구팀은 부식을 최소화하는 공정 및 소재를 개발했고, 포름산 분해를 최소화하는 운전조건을 확인해 순도 92% 이상의 포름산을 생산하는 데 성공했다. 연구팀은 2025년까지 하루 100kg 규모의 파일럿을 완공하고 공정검증을 진행함으로써 2030년 상용화를 목표로 하는 후속 연구를 진행할 예정이다. 상업성 확보를 위해서는 연간 7만 톤 규모로 생산돼야 하는데, 100kg 파일럿으로 공정검증에 성공하면 수요기업으로의 운송, 판매 등이 가능해질 것으로 기대된다. KIST 이웅 박사는 “CCU 기술로 생산된 화합물이 상용화 단계까지 가지 못한 상황에서 본 연구를 통해 이산화탄소를 포름산으로 전환하는 공정의 상용화 가능성을 확인할 수 있었다”라며, “대기 중 이산화탄소를 직접적으로 감축할 수 있는 CCU 기술의 상업화를 앞당겨 2030년 국가의 탄소중립 목표 달성에 기여하겠다”라고 밝혔다. 과학기술정보통신부(장관 이종호)의 지원을 받아 KIST 주요사업 및 Carbon-to-X 사업(2020M3H7A1098271)을 통해 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Joule」 (IF 39.8, JCR 분야 상위 0.9%)에 최신호에 게재됐다. * 논문명 : Accelerating the net-zero economy with CO2-hydrogenated formic acid production: Process development and pilot plant demonstration [그림1] 이산화탄소 전환을 통한 포름산 생산 공정 새롭게 개발된 이산화탄소를 전환하여 (CCU) 포름산을 생산하는 공정의 흐름도 (위) 및 대규모 파일럿 공정 실증 운전 자료 (아래) [그림 2] 하루 10kg의 포름산을 생산하는 파일럿 규모 실증 공정 실제 운전이 이뤄진 파일럿 실증 공정의 모습. 크게 반응부와 분리부, 재순환 및 진공 시스템으로 구성되어 있으며, 안정적인 연속 운전이 가능하며 상용화 가능성을 높임.

- 경제성과 환경성을 동시에 갖춘 포름산 생산 CCU 공정 개발 - 세계 최대 규모 실증을 통해 CCU 기술의 상업화 앞당길 것으로 기대 이산화탄소를 포집해 유용한 화합물로 전환하는 CCU(Carbon Capture & Utilization) 기술은 탄소중립 사회로 빠르게 진입하기 위한 핵심이다. 포집된 이산화탄소를 저장만 하는 CCS(Carbon Capture & Storage) 기술은 공정이 비교적 단순하고, 운영 및 유지보수 비용이 적어 초기 상업화 단계에 진입했다. 하지만 CCU 기술은 전환 공정의 복잡성 및 화합물의 높은 생산비용으로 촉매개발 등 기술 탐색 수준의 연구만 이루어지고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 오상록) 청정에너지연구센터 이웅 박사팀은 이산화탄소를 포름산으로 전환하는 CCU 신공정을 개발했다고 밝혔다. 유기산의 일종인 포름산은 가죽, 식품, 의약품 등 다양한 산업에 활용되는 고부가가치 화합물로 연간 1백만 톤 규모가 소비되는 큰 시장이 있으며, 수소 운반체 역할도 할 수 있다. 그뿐만 아니라 하나의 이산화탄소 분자를 사용해 포름산을 생산할 수 있어 다른 유기산 대비 생산 효율성이 높다. 연구팀은 포름산 생산반응을 매개하는 여러 아민 중 가장 높은 이산화탄소 전환율을 나타내는 1-메틸피롤리딘 아민을 선정하고, 루테늄금속(Ru) 기반 촉매에 대한 반응기의 운전 온도 및 압력을 최적화하는 공정을 개발해 기존 38% 수준의 이산화탄소 전환율을 2배 이상 높였다. 또한, 대기나 배출가스로부터 이산화탄소를 분리하는 과정에서 발생하는 과다한 에너지 소모 및 부식으로 인한 포름산 분해 문제를 해결하기 위해 이산화탄소를 분리하지 않고 직접 전환하는 동시 포집-전환 기술을 개발했다. 그 결과, 톤당 790달러 수준의 포름산 생산 단가를 톤당 490달러로 크게 낮추었으며 이산화탄소 발생량도 감축했다. 한편, 연구팀은 포름산 생산 CCU 기술의 상용화 가능성을 평가하기 위해 세계 최대인 하루 10kg 규모의 포름산 생산 파일럿 공정을 구축했다. 기존의 실증연구는 실험실에서 소규모로 수행돼 실제 대량생산 시 발생하는 불순물 정제공정을 고려하지 못했다. 하지만 연구팀은 부식을 최소화하는 공정 및 소재를 개발했고, 포름산 분해를 최소화하는 운전조건을 확인해 순도 92% 이상의 포름산을 생산하는 데 성공했다. 연구팀은 2025년까지 하루 100kg 규모의 파일럿을 완공하고 공정검증을 진행함으로써 2030년 상용화를 목표로 하는 후속 연구를 진행할 예정이다. 상업성 확보를 위해서는 연간 7만 톤 규모로 생산돼야 하는데, 100kg 파일럿으로 공정검증에 성공하면 수요기업으로의 운송, 판매 등이 가능해질 것으로 기대된다. KIST 이웅 박사는 “CCU 기술로 생산된 화합물이 상용화 단계까지 가지 못한 상황에서 본 연구를 통해 이산화탄소를 포름산으로 전환하는 공정의 상용화 가능성을 확인할 수 있었다”라며, “대기 중 이산화탄소를 직접적으로 감축할 수 있는 CCU 기술의 상업화를 앞당겨 2030년 국가의 탄소중립 목표 달성에 기여하겠다”라고 밝혔다. 과학기술정보통신부(장관 이종호)의 지원을 받아 KIST 주요사업 및 Carbon-to-X 사업(2020M3H7A1098271)을 통해 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Joule」 (IF 39.8, JCR 분야 상위 0.9%)에 최신호에 게재됐다. * 논문명 : Accelerating the net-zero economy with CO2-hydrogenated formic acid production: Process development and pilot plant demonstration [그림1] 이산화탄소 전환을 통한 포름산 생산 공정 새롭게 개발된 이산화탄소를 전환하여 (CCU) 포름산을 생산하는 공정의 흐름도 (위) 및 대규모 파일럿 공정 실증 운전 자료 (아래) [그림 2] 하루 10kg의 포름산을 생산하는 파일럿 규모 실증 공정 실제 운전이 이뤄진 파일럿 실증 공정의 모습. 크게 반응부와 분리부, 재순환 및 진공 시스템으로 구성되어 있으며, 안정적인 연속 운전이 가능하며 상용화 가능성을 높임.