[파이낸셜뉴스] 교육부는 16일 오후 2시 대전 롯데시티호텔에서 학술연구지원사업 우수성과 시상 및 성과발표회를 개최한다. 행사는 한국연구재단 유튜브 채널을 통해 생중계한다.  교육부는 지난해 발표된 학술·연구지원사업 성과 2만4276건을 대상으로 공모와 추천을 통해 138건의 후보 과제를 접수했으며, 종합 평가를 거쳐 우수성과 50선을 최종 선정했다.  학문분야 별로 인문사회 분야에서 35건, 이공 분야 15건이 각각 우수성과로 선정됐다.  인문사회 분야에서 김성수 성균관대 교수는 북한문학을 대표하는 문예지 '조선문학'을 중심으로 북한 언어, 문화, 매체의 역사성을 조명했다. 김재인 경희대 교수는 코로나19 팬데믹(세계적 대유행) 상황에서 급변하는 사회에 대응해 전 인류의 협력과 연대의 관점에서 '공동주의', '뉴리버럴아츠'(new liberal arts) 인문학을 제안했다.  강상훈 부산대 교수는 글로벌 금융위기에 따른 금융시장 위험 전이 현상의 요인을 진단하고 분석했다.  이공 분야에서는 김희탁 한국과학기술원(KAIST) 교수가 아연금속음극의 이차전지 적용을 위한 덴드라이트 성장에 의한 내부단락 문제를 해결한 소재를 개발하고, 이를 아연-브롬 레독스 흐른 전지에 적용해 높은 출력과 긴 수명 특성을 구현해 우수성을 인정 받았다.  오현동 울산과학기술원(UNIST) 다수의 무인 이동체를 이용해 대기 중의 유해물질 방출 근원지를 탐색하는 기법을 개발해 응용 및 산업적 활용 가치가 높게 평가됐다.  교육부는 우수성과 50선으로 선정된 연구자에 대해 교육부 소관 학술·연구지원사업 신규과제 선정 시 가산점을 부여할 예정이다. 우수성과는 내년 2월까지 사례집으로 제작해 전국 대학 등 연구기관에 배포한다. 한국연구재단 홈페이지 온라인 성과전시관(rnd.nrf.re.kr/online)에서도 볼 수 있다. leeyb@fnnews.com 이유범 기자

국내 연구진이 이온이 이동하는 전해질을 물로 사용해 화재 위험성이 없는 이차전지를 개발했다. 이 전지는 리튬이온전지의 30배에 달하는 높은 충·방전 전류밀도 100㎃/㎠에서 5000 사이클 이상 작동해도 성능이 유지됐다고 연구진은 설명했다. 한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 김희탁 교수 연구팀이 모든 레독스 흐름 전지 가운데 가장 수명이 긴 수계 아연·브롬 레독스 흐름 전지를 개발했다고 5일 밝혔다. 김희탁 교수는 "차세대 수계 전지의 수명 한계를 극복하기 위한 새로운 기술을 제시한 게 이번 연구의 성과"라고 말했다. 레독스 흐름 전지는 양극 및 음극 전해액 내에 활물질을 녹여서 외부 탱크에 저장한 후 펌프를 이용해 전극에 공급하면 전극 표면에서 전해액 내의 활성 물질의 산화·환원 반응을 이용해 에너지를 저장하는 전지다. 연구진은 충방전때 음극에 아연이 쌓여 부풀어 오르는 문제를 해결해 수명을 늘리는데 성공했다. 연구진은 또 고밀도의 결함 구조를 지닌 탄소 전극을 아연-브롬 레독스 흐름 전지에 적용했다. 그결과 전류밀도 100㎃/㎠에서 5000번 이상 충·방전해도 97% 이상의 성능을 유지했다. 김희탁 교수는 "기존 리튬이온전지보다 저렴할 뿐만 아니라 에너지 효율 80% 이상에서 5000 사이클 이상 구동이 가능하다는 점에서 신재생에너지의 확대 및 ESS 시장 활성화에 기여할 것"이라고 말했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 이온이 이동하는 전해질을 물로 사용해 화재 위험성이 없는 이차전지를 개발했다. 이 전지는 리튬이온전지의 30배에 달하는 높은 충·방전 전류밀도 100㎃/㎠에서 5000 사이클 이상 작동해도 성능이 유지됐다고 연구진은 설명했다. 한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 김희탁 교수 연구팀이 모든 레독스 흐름 전지 가운데 가장 수명이 긴 수계 아연·브롬 레독스 흐름 전지를 개발했다고 5일 밝혔다. 김희탁 교수는 "차세대 수계 전지의 수명 한계를 극복하기 위한 새로운 기술을 제시한 게 이번 연구의 성과"라고 말했다. 레독스 흐름 전지는 양극 및 음극 전해액 내에 활물질을 녹여서 외부 탱크에 저장한 후 펌프를 이용해 전극에 공급하면 전극 표면에서 전해액 내의 활성 물질의 산화·환원 반응을 이용해 에너지를 저장하는 전지다. 연구진은 충방전때 음극에 아연이 쌓여 부풀어 오르는 문제를 해결해 수명을 늘리는데 성공했다.  . 연구진은 또 고밀도의 결함 구조를 지닌 탄소 전극을 아연-브롬 레독스 흐름 전지에 적용했다. 그결과 전류밀도 100㎃/㎠에서 5000번 이상 충·방전해도 97% 이상의 성능을 유지했다. 김희탁 교수는 "기존 리튬이온전지보다 저렴할 뿐만 아니라 에너지 효율 80% 이상에서 5000 사이클 이상 구동이 가능하다는 점에서 신재생에너지의 확대 및 ESS 시장 활성화에 기여할 것"이라고 말했다. 이번 연구는 국제 학술지 '에너지 및 환경과학'에 최근 게재되는 한편 표지논문으로 선정됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 리튬-이온 전지보다 45배 저렴한 새로운 개념의 물 기반 아연-브롬 전지를 개발했다. 이 전지는 일본이나 미국에서 수입해야 하는 값비싼 멤브레인을 사용하지 않고도 에너지 효율 80% 이상을 유지하면서 1000번 이상 구동된다. 이를통해 태양광, 풍력 등 신재생에너지를 미리 저장했다가 필요한 시간대에 사용할 수 있는 에너지저장장치(ESS)로 활용될 전망이다. KAIST는 생명화학공학과 김희탁 교수와 신소재공학과 김상욱 교수 공동 연구팀이 값비싼 멤브레인 소재를 비롯해 어떠한 첨가제도 사용하지 않는 물 기반 아연-브롬 전지를 개발했다고 8일 밝혔다. 이 전지는 물 속에 녹아 전기를 통하는 물질인 전해질을 외부에 저장하는 기존 레독스 흐름 전지의 특징에서 탈피했다. 이를 통해 외부저장에 소모되는 펌핑 에너지 및 유지 비용을 절감시켰다. 즉 개선된 효율성으로 인해 리튬-이온 전지 대비 약 45배가량 저렴하다. 김상욱 교수는 "차세대 물 기반 전지의 한계를 극복하기 위한 나노소재 기술을 이용한 새로운 해결책을 제시했다"고 말했다. 멤브레인은 전지 내부에서 음이온과 양이온을 분리시키는 얇은 막으로 전지가 자가 방전을 일으키지 않도록 해주는 소재다. 이번 연구를 통해 일본, 미국의 수입에 의존해 온 다공성 분리막이나 불소계 이온교환막을 사용하지 않는 기술로, 해당 기술에 대한 대외 의존도를 낮출 수 있을 것으로 기대된다. 공동 연구팀은 전해질 내의 이온과 외부 전기회로 사이의 전자를 주고받는 한정된 역할만 수행하던 전극의 기능에 멤브레인과 첨가제가 담당하던 브롬을 포획할 수 있는 기능을 추가했다. 질소가 삽입된 미세기공 구조를 전극 표면에 도입해 미세기공 내부에서 비극성 브롬을 극성 폴리브롬화물로 전환한 뒤, 질소 도핑 카본과 폴리브롬화물간 쌍극자-쌍극자 상호 작용을 통해 폴리브롬화물을 기공 내부에 고정했다. 이 기술은 멤브레인의 기능을 전극이 담당하므로 고가의 멤브레인이 필요 없으며, 브롬을 외부 탱크가 아닌 전극 내부에 저장함으로써 펌프 및 배관을 제거할 수 있어 가격 저감 및 에너지 효율을 증대했다. 김희탁 교수는 "이번 연구를 통해 기존보다 안전하고 경제적 ESS의 개발이 가속화되기를 기대한다"고 말했다. 이주혁 박사과정과 변예린 박사후연구원이 공동 1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈'2019년 12월 27일자 표지논문에 선정됐다. 이번 연구는 KAIST 나노융합연구소, 에너지클라우드 사업단, 과학기술정보통신부 리더연구자지원사업인 다차원 나노조립제어 창의연구단의 지원을 받아 수행됐다. 한편, 현재는 리튬이온전지가 에너지저장장치용 이차전지로 사용되고 있으나 발화성 유기 전해액 및 리튬계 소재로 인한 발화의 위험성을 지니고 있다. 지난 2017년부터 올해 10월까지 총 21건의 에너지저장장치 화재사고가 발생했으며, 전체 에너지저장장치 시설 1490개 중 35%인 522개의 가동이 중단되기도 했다. 이러한 이유로 물을 전해질로 사용한 비 발화성 물 기반 이차전지 기술이 에너지저장장치용 차세대 이차전지로 주목받고 있다. 특히 다양한 물 기반 전지 기술 중 아연과 브롬을 활물질로 사용하는 아연-브롬 레독스 흐름 전지는 높은 구동 전압 및 높은 에너지 밀도를 가져 1970년대부터 지속해서 개발돼왔다. 그러나 아연-브롬 레독스 전지는 브롬이 아연과 반응해 전지 수명을 단축시키는 문제로 인해 상용화가 지연됐다. 이러한 반응을 억제하기 위해 펌프를 이용해 브롬이 함유된 전해질을 외부 탱크로 이송해 왔으나, 이는 펌프 구동을 위한 에너지 소모 및 브롬에 의한 외부 배관이 부식되는 문제를 동반한다. 브롬을 포획하는 전해질 첨가제 및 브롬의 이동을 차단할 수 있는 멤브레인에 대한 개발이 진행됐으나, 가격증가 및 출력 저하의 문제점이 발생했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

화학업체들이 최근 거침없는 영역 확장에 나섰다. 화학업체들은 전통적으로 원유를 중심으로 기초 소재를 만드는 기업이었지만 최근에는 2차전지, 편광판, 초대형 전기 배터리, 태양광 등 기초 소재를 이용한 관련 사업으로 영역을 확대하고 있다. 1일 관련 업계에 따르면 전통적인 화학 분야에서 성공적으로 사업 영역을 확장한 대표적인 기업은 LG화학이다. 이 회사는 기존 석유화학사업 이외에 1990년 후반부터 리튬이온 2차전지, 박막액정표시장치(TFT-LCD)용 편광판 등 정보전자 소재 사업을 대폭 강화했다. 그 결과 LG화학은 현재 편광판 시장에서 부동의 1위였던 일본의 니토덴코를 제치고 세계시장점유율 30%로 1위를 기록하고 있다. 편광판은 PC, 모니터, 휴대폰 등 TFT-LCD에 필수적으로 들어가는 핵심 소재로 자연광을 투과하면 직선의 빛으로 바꿔주는 얇은 필름을 말한다. 회사 관계자는 "10년 가까이 앞서 진출한 일본 업체들을 독자적 기술과 마케팅 전략으로 하나 둘씩 무너뜨린 결과"라고 말했다. 또 LG화학은 전기자동차용 리튬이온 2차전지 분야에서도 세계 시장을 주도하고 있다. GM, 르노, 포드, 현대·기아차 등 총 10개의 공급처를 확보하고 2013년까지 2조원을 투자해 2015년에는 세계시장 25%를 점유, 4조원의 매출을 올린다는 계획이다. LG화학의 정보전자소재 부문 매출은 지난 2002년 4000억원대를 기록한 후 2010년에는 약 5조원으로 성장했다. 삼성그룹 제일모직 역시 지난달 편광판 생산 자회사 에이스디지텍을 흡수합병했다. 제일모직은 이미 지난 2007년 에이스디지텍 지분 25%를 인수한 후 에이스디지텍은 생산을, 제일모직은 개발과 영업을 담당해왔다. 그러나 제조경쟁력과 제반 운영효율이 중요한 정보기술(IT) 소재 시장 성격상 이원화된 사업구조로서의 성장 한계를 느껴 흡수합병을 했다. 제일모직 관계자는 "전체 재료 부문 매출의 44%에 달하는 편광필름의 미래 경쟁력 강화를 위해서는 생산부터 영업까지 모든 프로세스에 대한 안정적이고도 효율적인 재구축이 필요하다"고 말했다. 호남석유화학도 지난달 에너지 저장용 초대형 배터리 사업 진출을 선언했다. 이를 위해 호남석화는 대용량 배터리 원천기술을 갖고 있는 미국의 ZBB에너지와 '화학흐름전지(CFB·Chemical Flow Battery)' 공동 연구개발을 시작했으며 오는 2012년 상용화 수준의 500kWh 급 '3세대 아연-브롬 화학흐름전지' 개발을 목표로 하고 있다. 앞으로 합작사를 설립하는 등 사업성을 높여 오는 2015년까지 화학전지 사업에서 4000억∼5000억원 규모의 매출을 올릴 계획이다. /pride@fnnews.com이병철기자

정범식 호남석유화학 사장(63)은 지난 16일 기자들과 청계산 산행을 함께 한 자리에서 "에너지저장용 초대형 배터리 사업에 본격 나설 것"이라고 밝혔다. '초대형 에너지 저장장치'라는 미래 신사업에 진출하겠다는 발표다. 이를 위해 호남석유화학은 대용량 배터리 원천기술을 갖고 있는 미국의 ZBB에너지와 '화학흐름전지(CFB·Chemical Flow Battery)' 공동 연구개발을 시작했다. 국내에선 처음이다. ZBB에너지는 버락 오바마 미국 대통령도 직접 방문해 기술력을 높이 평가한 첨단 배터리 업체다. 정 사장은 "태양광발전이나 풍력발전은 밤낮으로, 바람이 불 때나 불지 않을 때 항상 에너지를 저장할 수 있는 시스템이 필요하다"며 "이럴 때 필요한 집채만한 큰 배터리를 만드는 것인데, 이 배터리 하나가 자동차용 2차 전지의 수백대에 해당된다"고 말했다. 또 "LG화학이 키우고 있는 리튬이온 방식의 2차 전지와는 다른 케미컬 배터리 시장"이라고 했다. 아연-브롬 화학흐름전지는 태양광발전소와 풍력발전기 등에서 생산된 전력을 저장하는 데 쓰인다. 리튬이온전지에 비해 안정성과 가격경쟁력 면에서 대용량으로 개발하기에 적합하다. 호남석유화학은 오는 2012년 상용화 수준의 500kWh 급 '3세대 아연-브롬 화학흐름전지'를 개발하는 것이 목표. 도서지역 등 풍력, 태양광 연계 실증사업을 벌여 사업성도 검증한다. 향후 합작사를 설립하는 등 사업성을 높여 오는 2015년까지 화학전지 사업에서 4000억∼5000억원 규모의 매출을 올리겠다는 각오다. 또 정 사장은 "대용량 배터리 사업을 통해 '2018년 매출 40조원의 아시아 최고 화학기업'이라는 비전 달성에 박차를 가하겠다"며 "아울러 '규모의 경제'를 이룬 기존 석유화학 부문과 장섬유복합재, 탄소복합재 등 고기능성 소재개발 분야와 함께 새로운 신성장동력으로 키우겠다"고 강조했다. 풍력발전 등 차세대 발전시장 확대를 위해 호남석유화학은 지난 2009∼2010년 장섬유복합재 생산회사인 삼박엘에프티와 탄소복합재 전문기업인 데크항공을 잇따라 인수했다. 오는 2012년 이후 대용량 저장장치 상용화까지 한다면 차세대 발전분야에서 상당한 시너지를 낼 수 있다. 또 대형 배터리 사업과 함께 2차 전지 소재 개발도 확대한다. 정 사장은 "2차 전지 핵심소재(전해액, 양극재, 음극재, 분리막) 중 전해질은 이미 KP케미칼이 기술력을 갖고 있고, 분리막은 SK와 다른 생산비용이 낮은 건식(乾式)공법으로 만들 계획"이라며 "이 같은 4개 소재 가운데 2개 핵심 소재(전해질, 분리막) 개발은 물론 대용량 배터리까지 상용화해 차세대 배터리 통합시스템을 갖출 것"이라고 했다. 케이피케미칼과의 합병에도 속도를 낸다. 정 사장은 "양사가 합병한다는 기본 방침에는 변화가 없으며 연내에 합병을 추진할 것"이라며 "다만, 롯데 보유 지분 57% 이외의 나머지 주주들의 동의를 구하는 과정이 필요하다"고 했다. 정 사장은 "국내 산업에선 케이피케미칼과 사업이 중첩되지 않는데 해외로 나가면 케이피케미칼 따로, 호남석유화학 따로 이럴 수는 없지 않으냐"며 "앞으로는 해외로 비중을 키워나갈 건데 창구도 일원화하고 덩치도 키워야 한다"고 강조했다. 지난 2009년에도 합병을 추진했지만 소액주주들의 반대로 합병비용 부담이 너무 커져 무산됐다. /skjung@fnnews.com정상균기자

▲ 정범식 호남석유화학 사장이 지난 16일 기자들과 청계산 산행을 함께 하고 있다. 정범식 호남석유화학 사장(63)은 지난 16일 기자들과 청계산 산행을 함께 한 자리에서 “에너지저장용 초대형 배터리 사업에 본격 나설 것”이라고 밝혔다. ‘초대형 에너지 저장장치’라는 미래 신사업에 진출하겠다는 발표다. 이를위해 호남석유화학은 대용량 배터리 원천기술을 갖고있는 미국의 ZBB에너지와 ‘화학흐름전지(CFB·Chemical Flow Battery)’공동 연구개발을 시작했다. 국내에선 처음이다. ZBB에너지는 오바마 미국 대통령도 직접 방문해 기술력을 높이 평가한 첨단 배터리 업체다. 정 사장은 “태양광발전이나 풍력발전은 밤낮으로, 바람이 불때나 불지않을때 항상 에너지를 저장할 수 있는 시스템이 필요하다”며 “이럴때 필요한 집채만한 큰 배터리를 만드는 것인데, 이 배터리 하나가 자동차용 2차전지의 수백대에 해당된다”고 말했다. 또 “LG화학이 키우고 있는 리튬이온 방식의 2차전지와는 다른 케미칼 배터리 시장”이라고 했다. 아연-브롬 화학흐름전지는 태양광발전소와 풍력발전기 등에서 생산된 전력을 저장하는데 쓰인다. 리튬이온전지에 비해 안정성과 가격경쟁력 면에서 대용량으로 개발하기에 적합하다. 호남석유화학은 오는 2012년 상용화 수준의 500kWh 급 ‘3세대 아연-브롬 화학흐름전지’를 개발하는 것이 목표. 도서지역 등 풍력, 태양광 연계 실증사업을 벌여 사업성도 검증한다. 향후 합작사를 설립하는 등 사업성을 높여 오는 2015년까지 화학전지 사업에서 4000억∼5000억원 규모의 매출을 올리겠다는 각오다. 또 정 사장은 “대용량 배터리 사업을 통해 ‘2018년 매출 40조원의 아시아 최고 화학기업’이라는 비전 달성에 박차를 가하겠다”며 “아울러 ‘규모의 경제’를 이룬 기존 석유화학 부문과 장섬유복합재, 탄소복합재 등 고기능성 소재개발 분야와 함께 새로운 신성장동력으로 키우겠다”고 강조했다. 풍력발전 등 차세대 발전시장 확대를 위해 호남석유화학은 지난 2009∼2010년 장섬유복합재 생산회사인 삼박엘에프티와 탄소복합재 전문기업인 데크항공를 잇따라 인수했다. 오는 2012년이후 대용량 저장장치 상용화까지 한다면 차세대 발전분야에서 상당한 시너지를 낼 수 있다. 또 대형배터리 사업과 함께 2차전지 소재 개발도 확대한다. 정 사장은 “2차전지 핵심소재(전해액, 양극재, 음극재, 분리막) 중 전해질은 이미 KP케미칼이 기술력을 갖고 있고, 분리막은 SK와 다른 생산비용이 낮은 건식(乾式)공법으로 만들 계획”이라며 “이같은 4개 소재 가운데 2개 핵심소재(전해질, 분리막) 개발은 물론, 대용량배터리까지 상용화해 차세대 배터리 통합시스템을 갖출 것”이라고 했다. 케이피케미칼과 합병에도 속도를 낸다. 정 사장은 “양사가 합병한다는 기본 방침에는 변화가 없으며 연내에 합병을 추진할 것”이라며 “다만, 롯데 보유 지분 57% 이외의 나머지 주주들의 동의를 구하는 과정이 필요하다”고 했다. 정 사장은 “국내 산업에선 케이피케미칼과 사업이 중첩되지 않는데 해외로 나가면 케이피케미칼 따로, 호남석유화학 따로 이럴 수는 없지 않느냐”며 “앞으로는 해외로 비중을 키워나갈껀데 창구도 일원화하고 덩치도 키워야한다”고 강조했다. 지난 2009년에도 합병을 추진했지만 소액주주들의 반대로 합병비용 부담이 너무 커져 무산됐다. /skjung@fnnews.com 정상균기자