원자력연, 친환경 압전형 'K-스마트 센서' 개발

유해한 납 사용 기존 센서 '친환경 소재'로 대체

이민구 한국원자력연구원 기기안전진단연구부 박사가 친환경 압전형 센서 시제품을 들고 있다. 사진=원자력연 제공

한국원자력연구원이 100% 해외 기술에 의존해 온 안전 모니터링 센서 기술을 독자적으로 개발해 시제품 제작까지 성공했다.

원자력연은 압전형 센서 소재·부품 원천 기술을 개발하고 국내외 인증을 획득했다고 8일 밝혔다.

원자력 발전, 중화학 플랜트, 철도·교량 등 국가 기반산업의 핵심 설비는 충격·진동·결함 등 이상 상태를 상시 모니터링하는 게 중요하다. 이를 위해선 외부 충격에 전기적 신호를 발생시켜 실시간 정보를 제공하는 압전형 센서가 필요하다. 현재 우리나라는 미국·유럽 등 기술 선진국 제조사로부터 센서를 전량 수입하고 있는 상황이다.

이 같은 센서는 납(Pb)이 함유된 압전세라믹 소재로 만들었다. 유럽의 경우 전자제품·기기 속의 납을 엄격히 규제하는 등 세계적으로 납 사용을 금지하고 있어 친환경 개발 경쟁이 치열하다.

원자력연 기기안전진단연구부 이민구 박사 연구진은 2017년부터 기술 개발에 집중해왔고, 이에 친환경 소재로 주목받고 있는 '칼륨 소듐 니오베이트'에 미세 도핑 방식으로 비스무트(Bi)계 화합물을 첨가해 압전성이 우수한 압전 소재를 만드는 데 성공했다. 또 센서 내 복잡한 구성 부품의 제작·조립·가공 기술도 최적화했다.

이는 즉시 상용화가 가능한 수준으로, 최근까지 국내 KC·유럽 CE·유럽 RoHS 인증 획득과 함께 국내 특허 등록·출원도 마쳤다.

최영철 기기안전진단연구부장은 "각종 산업 설비에 적용하기 위해 다양한 사업화 방안을 모색 중"이라며 "이 기술을 고온과 방사선 등 극한 환경에서도 안정적으로 작동하는 친환경 특수 센서 개발에 활용하겠다"고 말했다.