1998년 설립된 서울과학기술대학교 전력전자연구실(최세완 교수/이하 연구실)은 현재 14명의 석·박사과정 대학원생으로 구성되어 있으며 주 연구분야는 크게 두 가지로 연료전지·태양광 전력변환기와 친환경자동차와 관련한 대전력 직류변환기술이다. 연구실은 현재까지 26편의 SCI 국제저널 논문을 비롯하여 총 225편의 논문을 국내외에 발표하였고 15편의 국내외 특허를 보유하고 있으며 지식경제부, 교육과학기술부 등 정부과제와 두산중공업, LS산전, 삼성SDI, LG전자, 카코뉴에너지 등 기업체와의 산학과제를 활발히 수행하고 있다.
이 연구실의 연료전지 전력변환기에 대한 연구는 2003년 미국에너지부 주최 국제대회 Future Energy Challenge Competition에서 ‘10kW급 연료전지 인버터’를 개발하여 대상(상금 미화 3만불)을 받은 것을 계기로 연료전지 전력변환기의 핵심기술인 고승압 DC-DC 컨버터의 토폴로지에 대한 연구를 진행해오고 있다. 최 교수는 “연구실의 영문명도 Power Electronics and Fuel Cell Power Conditioning Lab으로 정할 만큼 연료전지 응용분야인 연료전지 노트북, 가정용연료전지, 연료전지자동차, 발전용연료전지 등에 대한 산학프로젝트수행 경험과 논문발표 실적을 가지고 있으며 ‘연료전지 전력변환기술’에 관한 한 국내는 물론 세계적으로도 그 우수성을 인정받고 있다”고 말했다. 최근에는 가정용 및 건물용 연료전지시스템에 적용할 수 있는 ‘다상의 소프트위칭 부스트하프브리지 컨버터’를 개발하여 세계최고 수준의 효율인 96.8%를 달성해 국제전기전자공학회(IEEE) 저널에 게재하였고, 현재 효성중공업 등에 기술이전을 진행 중이다.
친환경자동차 전력변환기에 대한 연구는 2004년 하이브리드자동차용 LDC(저전압직류변환장치)에 대한 현대자동차와의 산학프로젝트를 시작하면서부터 연료전지자동차용 양방향 LDC와 고전압직류변환장치인 HDC에 대한 과제수행을 통하여 친환경자동차 전력변환기술 전반에 대한 기술적 이슈를 경험하고 노하우를 습득하였다. 특히 현대자동차와의 과제수행을 통해 연구실에서 제안한 방식이 올해 초 출시된 소나타하이브리드에 적용되는 등 기업과의 과제수행 결과물이 상품에 직접 적용되는 성과를 내고 있다.
최근 개발한 ‘가변직류전압을 이용한 직렬공진방식의 차량탑재형 배터리 충전기’는 IEEE 주최 국제대회 ‘Future Energy Challenge Competition’에서 2위(미국 전원공급장치협회에서 수여하는 최고엔지니어링상)를 수상하였는데 그 효율이 94.6%로 세계 최고 수준이어서 각계의 뜨거운 관심을 받고 있다.
우수연구개발 성과 창출하는 미래인재의 요람
최 교수가 제자들에게 항상 강조하는 말은 ‘단기적으로는 기술 중심의 업무능력이 중요하나 직급이 올라가고 좀 더 큰일을 해내기 위해서는 창의성, 소통능력, 리더십, 논리력, 통찰력 등의 능력이 더욱 중요하다. 이를 위하여 입사 후에도 공학도로서 전공분야의 기술에 대한 연마와 함께 문학, 역사, 철학 등 인문학적 소양을 배양하기 위한 자기계발 노력을 게을리 하지 말라’는 뜨거운 가슴에서 나온 당부이다. 특히, 이 연구실 출신의 학생은 기업에 취업 후 ‘서울과기대 최세완 교수 연구실 출신은 역시 다르다’라는 높은 평가를 종종 듣고 있다. 앞으로도 새로운 연구 성과물을 창출하고 미래가 필요로 하는 인재들을 양성하는 유능한 과학기술자, 훌륭한 스승으로서의 최 교수의 모습이 기대된다.
“세계최고 기술을 목표로 연구에 정진 하겠다”
2000년대 후반 들어 신재생에너지, 전기자동차 및 스마트그리드와 같은 분야에 대한 정부와 기업의 관심 및 투자가 급증하고 있다. 전력전자기술은 이러한 산업분야의 핵심기술이며 그 중에서도 DC-DC 컨버터는 ‘전기전자분야를 총망라한 하드웨어기술의 꽃’이라 할 수 있는 기술이다. 더욱이 고효율, 고전력 밀도를 갖는 DC-DC 컨버터에 대한 요구와 함께 필요한 용량도 점차 높아지고 있는 추세다. 하지만 이전에는 국내외적으로 이러한 DC-DC 컨버터가 사용된 예가 많지 않았기 때문에 학계의 관련 연구결과나 기업의 개발 경험과 개발인력 등의 인프라는 약한 실정이다. 이에 최 교수는 “연료전지·태양광용 승압용 DC-DC컨버터, 전기자동차 등 친환경 차량용 직류변환기 및 배터리 충전기, 스마트그리드의 핵심장치인 에너지저장시스템용 양방향 DC-DC 컨버터 등 작게는 수kW급에서 크게는 수MW급까지의 ‘대전력 DC-DC 컨버터에 대한 토폴로지 및 고효율스위칭 기술’에 대해 이제까지 쌓아온 연구실의 노하우를 바탕으로 세계 최고 기술을 목표로 연구에 정진 하겠다”고 밝혔다.
최 교수는 1985년 인하대 전자공학과를 나와 미국 Texas A&M 대학교에서 1993년과 1995년에 각각 석·박사학위를 취득하였으며 삼성전기를 거쳐 1997년부터 서울과기대 제어계측공학과 교수로 재직 중이다. 전력전자학회로부터 5회(2002, 2004, 2008, 2009, 2010년)의 논문상과 학술상(2002), 기술상(2003)을 받았으며 2009년에는 한국과학기술단체 총연합회에서 수여하는 제19회 과학기술우수논문상을 받았다. 또한 미국 에너지부 주최 국제대회 Future Energy Challenge Competition에서 2003년 대상을 비롯 2005년과 2011년에 각각 2위를 수상하였다. 2004년부터 현재까지 전력전자학회 국제이사를 맡아 활발한 국내외 학회활동을 하고 있으며 전력전자분야 최고의 국제저널인 IEEE Transactions on Power Electronics와 IEEE Transactions on Industry Applications의 편집위원으로 활동하고 있다. 이러한 업적으로 세계3대 인명사전인 IBC(2006), ABI(2007), 마르퀴즈 후즈후(2009)에 모두 등재되었다.
