[에너지산업신문]

한국전기연구원 전기물리연구센터가 소수의 저전력 반도체 기반 대용량 스위치 기술을 국내 최초로 개발하고 실증하는 데 성공했다고 24일 밝혔다.

전기연구원이 이번에 개발한 ‘펄스파워(Pulse Power)’ 기술은 낮은 전력으로 에너지를 충전한 후, 높은 전력으로 순간 방전하는 방식으로, 이를 제어하는 대용량 스위치는 가속기, 레일건, 레이더 등 다양한 분야에서 사용된다.

현재 산업계에서 사용되는 대용량 스위치의 대부분은 기계적 가스를 이용한 것으로, 2~3년마다 교체 비용이 발생하고 고장에 취약했다. 반영구적 수명을 가지며 정밀한 펄스파워 제어가 가능한 반도체 기반 대용량 스위치가 대안으로 떠오르고 있다.

전기연구원 전기물리연구센터는 이번 성과를 통해 수천 개의 반도체 소자가 아닌 단 수십 개의 저전력 스위칭 소자를 사용해 유지·보수가 용이한 대용량 스위치를 개발했다. 해당 스위치는 최대 전압 50킬로볼트(kV), 최대 전류 10킬로암페어(kA)로 세계 최고 수준을 자랑하며, 개발 기간을 2년으로 단축해 실증에 성공했다. 연구진은 국산화 개발한 스위치를 포항가속기연구소 및 동남권원자력의학원과 협력해 실증했다.

전기연구원의 성과는 세계 유명 가속기 연구기관들의 큰 관심을 받고 있다. 전기물리연구센터는 이번에 개발한 대용량 스위치를 3월 중 미국 현지로 보내 실증을 진행하면서 기술 신뢰도를 높이기로 했다. 미국 오크리지국립연구소(ORNL)와 스탠퍼드대학 국립 가속기연구소(SLAC)가 기술 협력을 제안하고, 현재 국제 공동 연구가 활발하게 논의되고 있다.

장성록 전기연구원 전기물리연구센터장은 “대용량 스위치 세계 시장 규모는 무려 9조 4000억원에 달하고 적용 범위가 무궁무진하다”며 “우리의 성과가 국내를 넘어 해외에서도 큰 주목을 받고 있으며, 해외 시장을 선점할 것”이라고 밝혔다.

장성록 한국전기연구원 전기물리연구센터 박사(가운데) 연구팀이 소수의 저전력 반도체 소자들만으로 '펄스파워 제어용 대용량 스위치' 제작에 성공했다.

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