화학연구원 이제욱 박사 연구팀
'차세대 전기화학 박리공정' 개발
1g당 가격도 2000원 매우 저렴
엘브스지켐텍에 관련 기술 이전
'차세대 전기화학 박리공정' 개발
1g당 가격도 2000원 매우 저렴
엘브스지켐텍에 관련 기술 이전
화학연 제공
화학연 제공
'꿈의 신소재'로 불리는 그래핀을 고품질로 저렴하게 대량 생산할 수 있는 길이 열렸다.
한국화학연구원은 이제욱 박사 연구팀이 고품질 그래핀을 대량 생산할 수 있는 '차세대 전기화학 박리공정'을 개발하고, 엘브스지켐텍에 관련 기술을 이전했다고 19일 밝혔다.
그래핀은 흑연의 한 층에서 떼어낸 2차원 물질로, 강도와 열전도성, 전기전도도 등이 매우 뛰어나 디스플레이나 스마트폰 등 전자제품의 방열부품, 전기차의 이차전지 전극 등에 널리 쓰인다.
세계적으로 산업용 그래핀 상용화를 위한 연구를 진행하고 있지만, 고품질 그래핀을 저렴한 가격으로 대량 생산하는 데 어려움을 겪고 있다.
연구팀은 흑연 전극에 전기를 흘려보내 그래핀을 수 나노미터 두께의 아주 얇은 층으로 벗겨내는 '차세대 전기화학 박리공정'과 이 공정을 적용한 멀티 전극 시스템을 개발했다. 전해질 용액 수조에 '금속 전극-흑연 전극-금속 전극'을 샌드위치처럼 배치한 묶음을 여러 개 담아 놓은 멀티 전극 장비를 통해 벗겨진 그래핀은 필터를 통해 용액과 분리돼 가루 형태로 추출된다.
이 장치로 1시간 안에 그래핀 60g을 생산할 수 있으며, 1g당 가격도 2000원으로 매우 저렴하다. 이는 기존 그래핀 생산기술인 '화학적 합성 공정'보다 생산 시간과 가격, 품질 등 모든 면에서 우수하다고 연구팀은 설명했다.
화학적 합성 공정은 흑연을 강산으로 처리해 그래핀을 얻는 방식으로, 강도와 열 전도성, 전기전도도 등이 급격히 떨어지고, 환원 처리 시 100% 수준으로 품질이 회복되지 않는 단점이 있다.
연구팀은 엘브스지켐텍과 공동으로 연말까지 그래핀 대량 생산을 목표로 공동연구를 수행하고 있다. 엘브스지켐텍은 경기 안성에 엘브스흑연연구소를 설립하고 그래핀 양산을 위한 준비에 들어갈 예정이다.
박철용 엘브스지켐텍 대표는 "값싼 고품질 그래핀을 대량으로 시장에 공급해 지난 10년 동안 상용화하지 못한 그래핀 양산을 내년부터 본격 추진할 수 있게 됐다"고 말했다.
이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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