한국기계연구원과 경북대 연구진이 바닷물의 나트륨 이온을 이용한 전기 생산 장치를 개발했다. 이 전기 생산 장치는 이온이 이동하는 원리로 작동한다. 11일 기계연구원에 따르면, 이 장치의 전력 밀도가 24.6 ㎽/㎤에 달해 기존 기술로 만든 것보다 4.2배 이상의 전력을 생산한다. 이는 계산기나 시계, 센서와 같은 소형 기기에 충분한 전력을 공급할 수 있는 수준이다. 현승민 박사는 "외부 에너지 투입 없이도 지속적인 자가 충전이 가능한 친환경 에너지 기술"이라며, "바다에서 온도, 화학적 산소요구량, 용존무기질소 등 환경 모니터링이 필요한 곳의 센서 및 장치 등에 유용하게 사용될 것"이라고 말했다. 연구진은 다중벽 탄소나노튜브와 산화 그래핀 필름에 산소 원자를 추가로 붙여 각각 양극과 음극으로 만든 전기생산장치를 만들었다. 이 전기 생산 장치는 바닷물을 전해질로 사용한다. 이 장치를 바닷물에 넣으면 전해질 측 바닷물 속의 양이온들이 상대적으로 산소 원자 함량이 높은 음극 쪽에 더 많이 모여들게 되고, 두 전극 사이의 이온 재배열로 인해 전기 에너지 차이가 생성되는 원리다. 기존의 기술로 만든 장치는 에너지 전환 효율이 낮거나, 재사용을 위해 물의 기계적인 움직임을 계속해야 해 외부 에너지가 필요했다. 따라서 지속적인 사용이 어렵고, 외부 에너지를 투입할 수 없는 환경에서는 전기를 만들어낼 수 없다. 또한 연구진은 방전 이후에도 외부 에너지 투입 없이도 다시 초기의 상태를 회복해 지속적인 재사용이 가능하도록 했다. 한편, 이번에 개발한 전기생산장치는 기계연구원 나노융합연구본부 나노디스플레이연구실 현승민·소혜미 박사팀과 경북대 응용화학공학부 정수환 교수팀이 함께 개발해 화학공학 분야의 국제학술지 '케미칼 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 발표됐다. 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국기계연구원과 경북대 연구진이 바닷물의 나트륨 이온을 이용한 전기 생산 장치를 개발했다. 이 전기 생산 장치는 이온이 이동하는 원리로 작동한다. 11일 기계연구원에 따르면, 이 장치의 전력 밀도가 24.6 ㎽/㎤에 달해 기존 기술로 만든 것보다 4.2배 이상의 전력을 생산한다. 이는 계산기나 시계, 센서와 같은 소형 기기에 충분한 전력을 공급할 수 있는 수준이다. 현승민 박사는 "외부 에너지 투입 없이도 지속적인 자가 충전이 가능한 친환경 에너지 기술"이라며, "바다에서 온도, 화학적 산소요구량, 용존무기질소 등 환경 모니터링이 필요한 곳의 센서 및 장치 등에 유용하게 사용될 것"이라고 말했다. 연구진은 다중벽 탄소나노튜브와 산화 그래핀 필름에 산소 원자를 추가로 붙여 각각 양극과 음극으로 만든 전기생산장치를 만들었다. 이 전기 생산 장치는 바닷물을 전해질로 사용한다. 이 장치를 바닷물에 넣으면 전해질 측 바닷물 속의 양이온들이 상대적으로 산소 원자 함량이 높은 음극 쪽에 더 많이 모여들게 되고, 두 전극 사이의 이온 재배열로 인해 전기 에너지 차이가 생성되는 원리다. 기존의 기술로 만든 장치는 에너지 전환 효율이 낮거나, 재사용을 위해 물의 기계적인 움직임을 계속해야 해 외부 에너지가 필요했다. 따라서 지속적인 사용이 어렵고, 외부 에너지를 투입할 수 없는 환경에서는 전기를 만들어낼 수 없다. 또한 연구진은 방전 이후에도 외부 에너지 투입 없이도 다시 초기의 상태를 회복해 지속적인 재사용이 가능하도록 했다. 한편, 이번에 개발한 전기생산장치는 기계연구원 나노융합연구본부 나노디스플레이연구실 현승민·소혜미 박사팀과 경북대 응용화학공학부 정수환 교수팀이 함께 개발해 화학공학 분야의 국제학술지 '케미칼 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 발표됐다.   monarch@fnnews.com 김만기 기자

광주과학기술원(GIST) 에너지융합대학원 박찬호 교수팀이 폭발 위험이 없는 무흐름 아연-브롬 수계 배터리의 양극재를 개발했다. 이 양극재는 1만번 이상 충방전 테스트에서도 평균 충방전 효율이 96%의 우수한 성능을 보였으며, 에너지 효율도 76.6%에 달해 내구성도 뛰어나다. 이번에 개발한 기술은 차세대 배터리로 주목받는 무흐름 아연-브롬 수계 배터리의 고질적 단점인 성능 저하를 극복한 것으로, 고성능과 안정성을 겸비한 실용적인 에너지저장장치(ESS) 개발을 앞당길 것으로 기대된다. 22일 GIST에 따르면 배터리의 양극은 양극 활물질, 도전재, 바인더, 집전체로 구성되며, 배터리의 용량을 결정한다. 무흐름 아연-브롬 수계 배터리는 아연과 브롬이 반응하면서 에너지를 저장한다. 전해질이 물에 기반한 것으로 발화 가능성이 없으며, 기존 배터리에서 전해액 저장소와 펌프를 제거한 '무흐름' 방식으로 제작돼 비용이 저렴하며 긴 수명이 장점이다. 하지만 충전 과정 중 자가방전 반응이 일어나는 브롬 크로스오버 현상에 의한 성능 저하가 문제다. 연구진은 질소가 첨가된 중형 다공성 탄소를 흑연 펠트(GF) 전극 전체에 균일하게 형성해 배터리의 성능 및 안정성을 높였다. 이를통해 실용적인 무흐름 아연-브롬 수계 배터리 시스템용 양극으로 적용할 수 있게 했다. 또 이 탄소 물질을 유기용매를 천천히 증발시키는 증발유도 자기조립 방법으로 두꺼운 흑연 펠트 전체에 균일하게 발라 구조적, 화학적 특성에 변화를 주는 양극을 만들었다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 광주과학기술원(GIST) 에너지융합대학원 박찬호 교수팀이 폭발 위험이 없는 무흐름 아연-브롬 수계 배터리의 양극재를 개발했다. 이 양극재는 1만번 이상 충방전 테스트에서도 평균 충방전 효율이 96%의 우수한 성능을 보였으며, 에너지 효율도 76.6%에 달해 내구성도 뛰어나다.  이번에 개발한 기술은 차세대 배터리로 주목받는 무흐름 아연-브롬 수계 배터리의 고질적 단점인 성능 저하를 극복한 것으로, 고성능과 안정성을 겸비한 실용적인 에너지저장장치(ESS) 개발을 앞당길 것으로 기대된다. 22일 GIST에 따르면 배터리의 양극은 양극 활물질, 도전재, 바인더, 집전체로 구성되며, 배터리의 용량을 결정한다. 무흐름 아연-브롬 수계 배터리는 아연과 브롬이 반응하면서 에너지를 저장한다. 전해질이 물에 기반한 것으로 발화 가능성이 없으며, 기존 배터리에서 전해액 저장소와 펌프를 제거한 '무흐름' 방식으로 제작돼 비용이 저렴하며 긴 수명이 장점이다. 하지만 충전 과정 중 자가방전 반응이 일어나는 브롬 크로스오버 현상에 의한 성능 저하가 문제다. 연구진은 질소가 첨가된 중형 다공성 탄소를 흑연 펠트(GF) 전극 전체에 균일하게 형성해 배터리의 성능 및 안정성을 높였다. 이를통해 실용적인 무흐름 아연-브롬 수계 배터리 시스템용 양극으로 적용할 수 있게 했다. 또 이 탄소 물질을 유기용매를 천천히 증발시키는 증발유도 자기조립 방법으로 두꺼운 흑연 펠트 전체에 균일하게 발라 구조적, 화학적 특성에 변화를 주는 양극을 만들었다. 이렇게 만든 탄소 물질은 3~5nm(나노미터)의 안정적인 중형 기공이 만들어졌으며, 적정한 산소와 질소 함량으로 흑연 펠트 양극의 수용액에 대한 친화도를 높였다. 아울러 충전 과정에서 생성된 브롬 및 브롬 접합체를 저장·흡착해 브롬 크로스오버 현상을 억제하고 안정적인 충방전 과정에서 우수한 산화·환원 반응이 일어났다. 박찬호 교수는 "향후 리튬이온 배터리로 만들어진 현재 ESS의 화재 문제를 해결할 수 있는 차세대 기술로 부상할 것"이라고 말했다. 한편, 박찬호 교수가 지도하고 조영인 통합과정생이 수행해 개발한 양극재는 화학공학 분야 국제학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 발표됐다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 아이텍은 자회사 비에이에너지가 2차전지의 열폭주를 방지할 수 있는 기술을 확보했다고 22일 밝혔다. 배터리 안전관리시스템 전문 기업 비에이에너지는 전남대학교 박종진 교수 연구팀으로부터 ‘열폭주 방지 필름’ 등 3건의 기술이전을 받았다. 이번 기술은 비에이에너지가 보유한 배터리 안전관리시스템 고도화에 활용될 예정이다. 이번에 이전 받은 기술은 에너지저장장치와 전기차용 배터리에서 열폭주가 발생한 경우 자가 소화 기능을 하는 ‘열폭주 방지 필름’에 관한 것이다. 해당 필름은 상전이 결정성 파이버를 이용해 초기 열을 흡수하고 셀의 열전이 및 열폭주를 방지한다. 비에이에너지는 해당 기술을 적용해 기존 배터리 안전관리시스템을 고도화해 안전성을 더욱 강화할 계획이다. 에너지저장장치 솔루션(BESS)과 배터리 로지스틱 솔루션(BLSS)에서 화재가 발생할 경우 화염 전파를 차단할 수 있다. 2차전지는 일부 셀이 작동을 멈추거나 외부 충격에 인한 폭발, 과충전∙방전 또는 고온방치 등 상황에서 약 600도~900도에 이르는 열폭주가 발생할 수 있다. 열폭주 발생 시 단시간에 열이 전이돼 배터리 모듈 전체로 화재가 확산될 수 있다. 심할 경우 전기차 또는 에너지저장장치(ESS) 전부를 전소시키는 사고로 이어질 수 있다. 소방청 통계에 따르면 전기차 발화 원인으로 전기적, 기계적, 화학적 요인 외 아직 명확하게 화재 원인을 알아내지 못한 미상의 원인도 상당 부분을 차지하고 있다. 강태영 비에이에너지 대표는 “그 동안 비에이에너지가 축적한 기술과 함께 이번에 확보한 기술을 효과적으로 접목시킬 계획이다"며 "무엇보다 안전한 배터리 사용환경을 만들어 배터리 안전솔루션 국내 1위 기업으로 발돋움 하겠다”는 포부를 전했다. 한편, 비에이에너지는 도서지역의 사용 후 배터리 운송 및 보관에 대한 표준도 제시했다. 비에이에너지는 지자체 산하기관으로부터 의뢰받은 ‘전기차 사용 후 배터리 포장, 운송 표준 분석 및 보관함 설계 용역’을 완료했다고 밝혔다. 이번 용역 결과는 향후 도서 지역 사용 후 배터리 운송 및 보관 표준안 마련 시 반영될 것으로 기대되고 있다. 현재 사용주기가 만료된 리튬이온 배터리는 국제연합(UN) 권고에 따라 제9급 위험물로 구분돼 운송 시 관련 포장지침과 규정에 따라야 한다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

[파이낸셜뉴스] 연중 교통사고 발생률이 가장 높게 나타나는 시기가 7월 장마철인 만큼, 빗길 안전운전을 위해선 타이어 관리가 필수적이라는 지적이 나온다. 도로와 타이어 사이에 물이고여, 바퀴가 도로 위에서 떠버리는 '수막현상'이 발생할 경우, 미끄럼 사고로 이어질 수 있다. 타이어 전문가들은 크게 △타이어 마모도 체크 △적정 공기압 유지 △장거리 운행시 2시간 마다 휴식 등을 권고하고 있다. 14일 한국도로교통공단에 따르면 지난 2017년부터 2021년까지 5년간 집계한 총 6만 9062건의 교통사고 분석 결과, 장마철인 7~8월에 사고 발생률이 높게 나타났다. 기상청은 올여름 예상 강수량이 평년 수준이거나 많을 확률이 각각 40%에 달하고, 슈퍼 엘니뇨 현상으로 인해 7월 중순에서 8월 중순 사이 집중 호우가 발생할 것으로 예보했다. ■장마철 마모 타이어 적정 교체 시점은...'3㎜' 빗길에선 차량이 미끄러지는 거리가 평상시 일반 도로에 비해 대개 1.5배 이상 길어진다. 타이어의 배수능력 때문인데, 타이어의 세로 홈인 그루브가 일종의 배수로 역할을 한다. 마모가 심하면 홈의 깊이가 얕아져 배수 능력이 떨어지게 된다. 정도가 심해지면, 타이어와 도로 표면 사이에 수막현상을 일으키게 된다. 한국타이어가 실시한 실험에서, 젖은 노면에서 시속 100㎞이상 달리다가 급제동할 경우 홈의 깊이가 7㎜인 새 타이어와 홈의 깊이가 1.6㎜에 불과한 마모된 타이어간에 약 2배 가까이 제동력에 차이가 났다. 시속 80㎞의 코너링 실험에서는 마모 정도가 거의 없는 타이어는 2~3m가량 미끄러지는 데 반해, 마모 정도가 심한 타이어는 아예 도로 밖으로 이탈해버리는 경우도 발생했다. 타이어 전문가들은 안전운전을 위해선 보통 타이어 교체 시기로 불리는 마모 한계선(1.6㎜)보다는 홈의 깊이가 3㎜일 때 여유있게 타이어를 교체하기를 권하고 있다. ■'공기압 낮추기는 잘못된 상식' 타이어 마모도 점검과 함께 여름철 반드시 주의해야 할 사항은 바로 '타이어 공기압'이다. 여름철 한낮의 높은 기온과 아스팔트와의 마찰열로 인해 타이어 내부가 팽창하므로 평소보다 공기압을 5~10% 낮춰야 한다고 알려져 있지만, 이는 잘못된 상식이다. 타이어 업계 관계자는 "폭우와 폭염이 반복되는 상황에서, 타이어 공기압이 부족하면 뜨거운 아스팔트와의 접지면이 넓어지며 열이 과다하게 발생해 펑크 등의 안전사고가 발생할 수 있다"고 설명한다. 기온이 높아지면 타이어 내부가 팽창하더라도, '적정 공기압' 자체가 이를 견딜 수 있도록 마련된 기준이라는 것이다. 공기압이 낮은 타이어는 회전저항이 커지고, 접지면이 넓어져 열이 과다하게 발생된다. 뿐만 아니라 고속 주행 시 타이어 표면이 물결을 치는 듯한 현상인 '스탠딩 웨이브'가 발생하는 등 파열 위험성이 더 커질 수도 있다. 타이어는 시간이 갈수록 자연적으로 공기가 조금씩 빠지는데 처음부터 공기압을 낮게 유지하면 시간이 지날수록 차체 무게를 견디지 못해 더욱 위험해질 수 있다. 이 밖에 장거리 고속주행시 타이어 내부의 축적된 열을 식혀주기 위해 2시간마다 휴식 시간을 갖는 게 좋다. 타이어와 더불어 여름철에는 온도변화에 민감한 차량용 배터리 점검도 중요하다. 일반적으로 차량용 납축전지 배터리의 교체 주기는 최대 3년 이내 혹은 주행거리 5만㎞를 기준으로 한다. 장대비가 쏟아지는 장마철에는 공기 중의 수증기가 차량에 장착된 배터리 단자에 닿으면서 백화현상(자연현상)이 발생할 수 있다. 배터리의 부식은 자가 방전뿐만 아니라 접촉 불량 등의 원인이 되기도 해, 일정한 온도를 유지하는 데 효과적인 습기 제거와 윤활제 사용 같은 작업이 필요하다. 또 배터리 전압은 정비소에서 측정할 수 있으며, 차종에 따라 차량 내에 배터리 전압계가 달려 있기도 하다. 최근 출시되는 자동차 배터리에는 상태를 점검할 수 있는 인디케이터가 내장되어 있어 운전자가 보닛을 열고 직접 배터리 상태를 판별할 수 있다. 인디케이터는 녹색이면 정상, 검은색은 충전이 부족한 상태이며, 흰색은 배터리에 문제가 있어 교체가 시급하다는 의미다.  ehcho@fnnews.com 조은효 기자

[파이낸셜뉴스]  배터리 소재 개발 스타트업 베스트그래핀이  80억원 규모의 시리즈A 투자를 유치했다고 밝혔다. 현재까지 누적 투자 유치 금액은 약 105억원이다. 11일 베스트그래핀에 따르면 이번 투자에는 산은캐피탈-L&S벤처캐피탈, 나우아이비캐피탈, 서울투자파트너스, 에스엘인베스트먼트, 솔론인베스트먼트, 하나증권, 와이엠티(YMT) 등이 참여했다. YMT는 프리 시리즈A 투자에 이은 후속 투자(팔로우온)다. 베스트그래핀은 2017년에 설립된 배터리 소재 개발 스타트업이다. 기능화그래핀(UCMG)과 그래핀 복합소재 조성 기술 관련 특허 22건을 보유하고 있으며, 기능화그래핀 기반 차별화 기술을 활용해 △배터리용 복합소재 △전자부품 첨가제 △전도성 잉크 △다기능성 코팅 및 복합소재 등을 개발한다. 베스트그래핀은 기능화그래핀 관련 관능기 제어 능력과 양산 규모 측면에서 독보적인 기업으로 꼽힌다. 특히 회사의 기능화그래핀 양산 기술은 지난 4월 NICE평가정보의 기술신용평가(TCB)에서 최상위 등급인 ‘매우 우수(TI-2)’ 등급을 획득했다. 기능화그래핀은 최첨단 소재인 그래핀의 분자구조에 관능기를 도입한 제품으로 분산성과 안정성, 상용성이 뛰어난 게 특징이다. 베스트그래핀은 이번 투자 라운드에서 기능화그래핀 원천기술을 통한 배터리 소재 성능 개선 솔루션을 높이 평가받았다. 실리콘 음극재는 흑연계 음극재 대비 에너지 밀도가 높아 차세대 배터리 소재로 주목받는다. 하지만 반복되는 충·방전시 부피 팽창과 구조 파괴, 탈리 등 부작용이 있어 그래핀 코팅 등이 요구된다. 베스트그래핀의 기능화그래핀은 분산이 손쉽고 대상 물질 표면에 자가 결합이 가능해 공정 편의성과 품질 개선이 뛰어난 것으로 알려졌다. 최근 실리콘 음극재 시장이 급성장하고 있는 만큼 기능화그래핀도 높은 수요를 보일 것으로 기대된다. 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 실리콘 음극재 시장은 2020년부터 2027년까지 연평균 성장률(CAGR) 76.6%로 성장한다. 2030년에는 7조2000억원 규모의 시장을 형성해 전 세계 음극재 시장의 25%를 차지할 것으로 분석된다. 베스트그래핀은 이번 투자 유치를 통해 기술 고도화에 박차를 가할 계획이다. 투자금을 활용해 우수 인력을 채용하고 배터리 소재 분석 및 개발을 위한 전문센터를 설치한다. 또한 이차전지 활물질용 기능화그래핀 생산 규모를 키우고, 그래핀 원소재 및 복합소재에 대한 기술 개발 및 생산 규모도 확대한다. 진성민 베스트그래핀 대표는 “회사의 기능화그래핀 원천기술이 여러 전방 산업 고객사를 통한 기술검증(POC) 단계에 있고 양산 공급을 목전에 두고 있다는 점을 높이 평가받아 이번 시리즈A 투자를 성공적으로 유치할 수 있었다”며 “2024년부터 매출이 급증할 것으로 기대되는 만큼 더욱 가파른 성장세를 이어가 2027년 기업공개(IPO)를 목표하고 있다”고 설명했다. kakim@fnnews.com 김경아 기자

[파이낸셜뉴스] 올해 여름 기온이 평년과 비슷하거나 높아 6월부터 에어컨 사용이 급증할 것으로 예상돼, 화재 에방 등을 위한 고객들의 자가 점검 필요성이 높아지고 있다. 29일 삼성전자서비스에 따르면 에어컨 AS 중 약 30%는 고장이 아니거나 부품 교체 없이 간단한 조치로 해결되는 것으로 나타났다. 특히 리모컨 건전지 방전, 전원 콘센트 연결 불량 등이 대표적 사례다. 삼성전자서비스는 △에어컨 벽면 콘센트 단독 열결 △전원 코드, 콘센트에 확실히 꽂기 △실외기 통풍 외부 방출 상태 확인 △임의 분해·개조 금지 등을 자가 점검의 대표 사례로 꼽았다. 에어컨 작동 전 확인해야 하는 사항도 당부했다. △에어컨 전원 연결 상태 확인 △장기간 미사용 리모컨 작동확인 여부 확인 △먼지거름필터 청소 △냉기 확인 등이 대표적이다. 여름에 앞서 에어컨을 미리 점검하는 소비자도 증가 추세다. 삼성전자서비스 관계자는 "지난 3월 2일부터 5월 12일까지 실시한 에어컨 사전점검 캠페인에서 고객들의 신청 건수가 지난해 대비 약 100% 증가했다"고 전했다. hoya0222@fnnews.com 김동호 기자

【도쿄=김경민 특파원】 일본 파나소닉과 오므론이 전기자동차(EV)에 저장된 에너지를 가정용 전기로 활용하는 V2H(Vehicle to Home) 시스템을 잇달아 선보인다. 니치콘은 약 20억엔(약 188억원)을 들여 V2H 신공장을 건설, 생산능력을 두배로 늘릴 계획이다. 10일 니혼게이자이신문에 따르면 파나소닉은 다음달 V2H 시스템을 출시한다. 회사는 공장, 주택 제조업체, 건설사 등 약 5000여개의 거래처를 통해서 V2H 시스템을 제안할 방침이다. 특히 시장점유율이 가장 높은 EV용의 일반 충전기나 태양광 발전 패널 등의 거래선을 통해 2025년도까지 연간 수만대를 판매할 것이란 목표를 세웠다. V2H 시스템은 EV 축전지에서 전력을 꺼내 주택에서 사용한다. 파나소닉은 EV와 가정용 축전지에서 동시에 주택에 전력을 공급할 수 있는 기능을 추가했다. V2H를 도입한 많은 가정이 이미 태양광과 축전지를 설치했다고 판단, 낮에 태양광으로 만든 전기를 EV와 가정용 축전지에 충전해 저녁 등 피크시에도 전력을 사용할 수 있도록 했다. 전력회사로부터 전력 구입을 줄이고 태양광으로 만든 전기의 90%를 자가 소비할 수 있다. 오므론은 5월에 V2H 시스템을 출시한다. 전원컨트롤러, 충전기 및 방전기 등 관련 기기의 무게를 25㎏까지 줄여 작업자 1명도 설치 공사를 할 수 있도록 했다. 이 회사는 3년 안에 3만대 판매를 목표로 잡았다. 또 니치콘은 교토부 카메오카시 공장에 약 20억엔을 투자해 V2H 시스템 및 가정용 축전지를 생산하는 신공장을 건설한다. 회사는 올해 안에 신공장을 가동하고, 기존 생산동에서도 라인을 늘려 현재 월 1000대 가량인 V2H 충전기 및 방전기의 생산능력을 두배까지 올릴 계획이다. 이 밖에 샤프도 V2H 사업을 검토 중이며 수년 내 제품을 출시할 것으로 알려졌다. 일본 업체들은 V2H에 대한 글로벌 규격이 제각각이어서 해외 시장 진출보다는 내수 시장 전개를 우선한다는 전략이다. 타게다 니치콘 회장은 "충전·방전의 기준이 명확하지 않아 룰 만들기에 참여하고 싶다"고 말했다. km@fnnews.com 김경민 기자

[파이낸셜뉴스] 그래핀 기반 2차전지 도전재, 전극의 양산시설 구축에 나서고 있는 이엔플러스가 리튬이온 배터리와 동일한 수준의 에너지밀도를 가진 ‘그래핀 슈퍼커패시터’ 개발에 성공했다고 28일 밝혔다. 이번에 개발에 성공한 그래핀 슈퍼커패시터는 에너지 밀도가 1kg당 280Wh로, 현재 상용화된 리튬이온 배터리와 동일한 수준의 에너지 밀도를 가진 것으로 나타났다. 이로써 기존 배터리 대비 빠른 충·방전이 가능할 뿐 아니라 수명이 길고 주행거리가 긴 차세대 전기차용 2차전지(New Energy Pack) 상용화가 앞당겨질 전망이다. 이엔플러스는 커패시터 기반 차세대 에너지 저장장치 전문기업 UC에너지의 연구개발 및 제조 전문 자회사 UC테크놀로지와 그래핀 기반 전기차용(EV) 슈퍼커패시터 개발에 성공해 72V의 전기자동차에 테스트를 진행하고 있다. 이에 앞서 이엔플러스는 이달 초 김천시에 그래핀 적용 슈퍼커패시터를 장착한 독립형 태양광 가로등 64대를 조달 납품, 설치를 완료하고 김천시에서 주최하는 점등식 행사에 참여한 바 있다. 또 인도네시아 국영기업 기술지원을 통해 연간 3만대 이상(100억원 규모) 슈퍼커패시터 수출계약을 앞두고, 1차분 50대에 대한 계약을 체결하고 납품을 진행 중에 있다 슈퍼커패시터는 각종 전기제품 등에서 오랜 기간 사용돼온 커패시터의 축전용량 성능을 큰 폭으로 강화시킨 2차전지의 한 종류다. 이온의 화학적 에너지 반응을 이용해 전기를 저장하는 배터리와 달리 커패시터는 전기를 그대로 저장하기 때문에 다른 2차전지와 비교해 출력, 온도, 저장 속도 등에 강점이 있다. 급속 충전을 요구하는 현 전기차 시장에서 리튬 계열의 배터리가 3000회 내외의 충·방전 횟수와 완충까지 상당한 시간을 필요로 하는 반면, 슈퍼커패시터는 최소 2만회 이상의 충·방전 횟수를 가지며 빠른 충전이 가능하다. 또한 슈퍼커패시터는 온도에 대한 특성이 좋아 셀 자체의 폭발 위험이 적다. 이엔플러스 관계자는 “UC테크놀러지의 핵심기술인 IC회로 기술과 이엔플러스가 제공하는 그래핀 및 배터리 기술이 결합해 기존 이온 배터리보다 성능이 뛰어난 차세대 저장 장치를 개발하는데 성공했다”며 “이번에 개발한 슈퍼커패시터는 에너지 밀도를 획기적으로 높여 전기차용 배터리로 적용할 경우, 긴 주행거리와 전용 충전기 사용 시 급속충전 모드에서 10분 이내에 완충이 가능한 것이 특장점”이라고 말했다. 그는 이어 “리튬이온 2차전지는 겨울철에 에너지효율이 급속히 떨어지는 데 반해 이엔플러스의 슈퍼커패시터는 저온에서도 효율이 크게 감소하지 않았다”며 “전기차는 물론 드론, 각종 가전제품 등 리튬 이온 배터리를 사용하는 대부분의 2차전지 응용제품에 적용이 가능하다”고 덧붙였다. 강태경 이엔플러스 부사장은 “슈퍼커패시터는 전기차 외에도 태양광을 활용한 전기차 충전소, 도서 산간에 전기설치가 어려운 지역에 풍력 및 태양광을 활용한 자가 ESS 장치 설비 등의 분야에 적용될 수 있다”며 “내년 상반기 중으로 최소 40분에서 1시간 가량 비행이 가능한 드론용 배터리와 10분 내 충전이 가능한 급속 보조 배터리, UPS(비상전원공급장치) 등 내년 상반기 중 다양한 상용화 제품을 출시하는 게 목표”라고 설명했다. 이엔플러스는 2020년 6월, 전기전도도가 우수한 그래핀 파우더를 액상그래핀으로 개발해 2차전지 소재에 적용하기 위해 연구소 설립 및 전문가 영입한 결과 2차전지용 도전재 전극생산에 성공했다. 이를 기반으로 12월 월간 매출액 3억5000만원을 달성했으며 본격적인 매출액 증가에 대비하기 위해 최근 150억원 상당의 양산시설 투자를 단행하기로 결정한 바 있다. 이엔플러스는 이를 통해 그래핀을 적용한 도전재, 전극, 슈퍼커패시터 양산을 본격화할 계획이다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자