【대전=김원준기자】 탄소나노물질로 '꿈의 신소재'라 불리는 그래핀(graphen) 관련 특허출원이 2009년 이후 급증하고 있다. 7일 특허청에 따르면 국내 그래핀 관련 특허출원 건수는 노벨상 수상자인 안드레 가임과 콘스탄틴 노보셀로프가 지난 2004년 최초로 그래핀 분리에 성공한 이후 서서히 증가하다가 지난 2009년부터 급증하고 있다. 지난 2005년과 2006년 각각 3건과 6건으로 미미한 수준에 그쳤던 그래핀관련 특허출원은 지난 2007년과 2008년 각각 23건과 44건으로 서서히 늘어나다 2009년부터 현재까지 모두 203건으로 급증했다. 기술분야별 출원건수는 △재료·제조 95건 △전자소자 51건 △전극 38건 △나노구조체 25건 △조성물23건 △태양전지 18건 △디스플레이 10건 등의 순이다. 기술분야별 특허출원도 전체출원건수와 마찬가지로 2009년 이후에 급증하는 추세를 보였다. 특허청 관계자는 "최근 그래핀을 첨단기술인 초고속 반도체, 투명전극, 나노구조체, 태양전지 등에 적용하는 연구가 활발히 진행되고 있는 것으로 분석된다"면서 "적용범위가 넓은 만큼 앞으로도 그래핀관련 특허출원은 꾸준히 늘어날 것으로 보인다"고 말했다. /kwj5797@fnnews.com

[파이낸셜뉴스] 한국에너지기술연구원 수소연구단 김우현 박사팀이 청록수소 생산과 상용화를 앞당길 수 있는 신개념 니켈-코발트 합성 촉매를 개발했다. 기존 수소 생산공정이 900도에서 이뤄지지만 새로운 촉매는 600도로 낮춰도 수소를 만들어낸다. 또한 촉매를 사용하는 시간도 90분에서 150분까지 늘어났다. 김우현 박사는 21일 "새 촉매는 수소 생산과 동시에 탄소나노튜브 생산도 가능해 생산성, 경제성 모두를 잡은 획기적 결과"라며, "향후 이 촉매가 적용된 양산 기술을 연구하고 성능 평가를 진행해 핵심 소재 기술과 반응 시스템 설계 기술을 확보할 계획"이라고 말했다. 메탄 등의 탄화수소를 분해해 나오는 청록수소는 생산 과정에서 이산화탄소를 배출하지 않는다. 청정수소 중 하나인 청록수소는 천연가스의 주성분인 메탄(CH4)을 고온의 열로 분해해 수소와 고체 탄소를 생산하는 기술이다. 화석연료로부터 수소를 생산하지만 생산 과정에서 이산화탄소가 배출되지 않아 별도의 이산화탄소 포집, 저장 과정을 거치지 않아도 청정수소를 생산할 수 있다. 하지만 청록수소 기술은 반응에 필요한 열공급 문제로 인해 상용화가 늦어지고 있다. 주로 니켈과 철 기반의 촉매로 900도 수준의 고온에서 수소가 만들어진다. 또 반응 후에 수소와 함께 생성되는 탄소의 활용 방안이 많지 않아 해결이 필요한 상황이다. 연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 니켈 기반 촉매에 코발트를 첨가했다. 코발트는 탄소 소재 제품을 생산할 때 촉매로 활용돼 전기적 활성을 강화하고 내구성을 향상 시키는 역할을 한다. 이 점을 착안해 최적화된 촉매 실험을 한 결과, 니켈과 코발트가 각각 8%, 2% 포함될 때 가장 높은 수소 생산성을 보였다. 이 촉매는 600도에서도 기존에 개발된 촉매보다 초기 30분 활성 기준 50% 이상 높게 수소를 만들어냈다. 또한 기존 촉매의 초기 활성 유지 시간이 90분인 반면, 새 촉매는 기존보다 60% 길어진 약 150분 동안 수소를 생산했다. 뿐만아니라 수소생산 반응이 일어난 후에는 촉매 표면에 탄소나노튜브가 만들어졌다. 탄소나노튜브는 이차전지의 전극 소재, 건축용 소재 등에 널리 활용되는 재료로, 수소 생산과 함께 고부가가치 탄소 물질을 생산할 수 있다는 가능성을 보였다. 한편, 연구진은 새로 개발한 수소생산 촉매를 화학 공학 분야의 세계적 권위지인 '퓨얼 프로세싱 테크놀러지(Fuel Processing Technology)'에 발표했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스]   LG화학이 자동차용 접착제 사업을 적극 육성해 모빌리티 시장을 공략한다. LG화학은 30일 북미 전기차 업체향으로 방열 접착제 공급을 시작으로 자동차용 접착제 시장을 확대하고 수천억 단위 사업으로 육성한다고 밝혔다. 방열 접착제는 배터리 셀을 모듈·팩에 접합할 때 사용되며 높은 열전도성, 전기 절연성을 갖춘 제품으로 열관리와 성능 유지에 필수적이다. LG화학은 방열 접착제 180개 이상의 특허를 보유, 기술장벽을 구축하고 고객 맞춤형 솔루션을 제공한다. 최근에는 방열 성능에 더해 고객의 비용 절감과 경량화에 기여할 수 있는 제품을 개발하고 있다. LG화학은 지난 2018년 미국의 접착제 전문기업 유니실(Uniseal)을 인수해 자동차 접착제 사업을 본격화했다. 유니실은 북미 내 자동차 차체용 접착제 1위 기업으로 최근에는 유해화학물질이 없고 탄소배출 저감이 가능한 신제품 개발에도 성공했다. LG화학은 파워트레인용으로 배터리 방열 접착제 외에도 모터, 인버터·컨버터용에 적용되는 폴리이미드 바니쉬, 실버 나노페이스트 등 다양한 접착 소재를 국내외 업체와 긴밀히 개발 중이며 카메라 센서, 헤드램프, 차량용 디스플레이와 같은 기타 전장 부품 분야로 사업을 확대하고 있다. 자동차용 접착제 시장은 전동화·자율주행화에 따른 전장 부품 수요 확대 및 차체 경량화·친환경 소재의 수요 증가로 2024년 9조원에서 2030년 16조원 규모로 고성장이 예상된다. 신학철 부회장은 “디스플레이·반도체 등 전자 소재 분야에서 축적한 소재 합성, 물성 설계 및 제조 공정 등의 기술력을 기반으로 미래 성장영역인 모빌리티 소재 사업을 적극 육성해 시장 지위를 강화할 것”이라고 밝혔다. padet80@fnnews.com 박신영 기자

[파이낸셜뉴스] 수소를 보다 쉽고 안전하게 저장하고 운반할 수 있는 암모니아를 만드는데 보다 효율적인 촉매가 개발됐다. 이 촉매는 시간당 7.9㎎/㎠의 암모니아 생산량을 기록하며 기존 촉매보다 성능이 크게 향상됐다. 포항공과대학교(POSTECH)는 화학공학과·친환경소재대학원 김원배 교수팀이 암모니아 생산에 사용하는 촉매를 산소 빈자리 조절과 이종 원소를 첨가해 새롭게 개발했다고 22일 밝혔다. 이 기술은 하나의 질소에 세 개의 수소를 결합시킬때 필요한 촉매의 성능을 끌어올린 것이다. 청정에너지인 수소는 반응성이 매우 커 수소를 안전하고 효율적으로 저장하고, 운반할 방법이 필요하다. 하나의 질소에 세 개의 수소가 결합한 암모니아는 수소보다 안정성이 높고, 수소 밀도가 높아 수소의 저장 및 운반 매개체로 최근 떠오르고 있다. 암모니아를 생산하는 기존 공정은 많은 양의 에너지를 소모하고, 온실가스를 배출한다는 문제점이 있어 질산과 질산염을 이용한 친환경 기술이 대안으로 주목받고 있다. 하지만 질산염 환원 반응과 함께 발생하는 수소 환원 반응으로 인해 그린 암모니아 생산 효율이 떨어졌다. 연구진은 이를 극복하기 위해 먼저 아르곤 플라즈마 처리를 통해 구리 산화물 촉매의 산소를 일부러 제거해 '산소 빈자리'를 만들었다. 촉매를 구성하는 산소 음이온 하나가 사라지면, 촉매 표면에는 전기적 중성을 맞추기 위해 반응에 참여할 수 있는 자유전자가 풍부해진다. 또한 촉매 활성 부위가 넓어져 더 많은 반응 물질이 촉매와 접촉할 수 있게 된다. 연구진은 이 촉매에 질소와 셀레늄을 첨가한 탄소 지지체를 사용했다. 질소와 셀레늄은 질산염 이온의 질소와 탄소 결합을 약하게 만든다. 이를통해 질산염 이온이 훨씬 더 쉽게 촉매 표면에 달라붙도록 도와 수소 환원반응보다 질산염 환원 반응이 잘 일어나도록 했다. 이렇게 만든 촉매는 암모니아 생산 효율이 향상됐다. 패러데이 효율(FE) 측정 결과 87.2%로 기록됐다. 패러데이 효율은 전기화학적 반응에서 전자가 얼마나 효율적으로 암모니아 생산에 사용됐는지를 나타내는 지표다. 즉 패러데이 효율이 87.2%라는 것은 반응 중 사용된 전자의 약 87%가 암모니아 생산에 기여했다는 것을 의미한다. 한편, 이번에 개발한 촉매는 그 우수성을 인정받아 나노 공학 분야 국제 학술지 '스몰(Small)'의 표지 논문으로 게재됐다.   monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국과학기술연구원(KIST)의 물질구조제어연구센터 김종민 박사, 계산과학연구센터 한상수 박사, 극한소재연구센터 김상훈 박사와 고려대학교 전기전자공학부 주병권 교수 등 공동연구진이 폐수 속 비스페놀류 환경호르몬을 제거하는 기술을 개발했다. 특히 환경호르몬을 없애기 위해 필요한 촉매를 화학물질 없이도 만들어냈다. 뿐만아니라 물 속 20ppm 농도의 비스페놀을 5분 만에 완전 분해해 없애버렸다. 김종민 박사는 30일 "이번에 개발한 환경호르몬 제거 기술은 실제 대도시 주변 하수 처리장이나 특정 산업폐수 처리 시설 등에서 신종 오염물질 제거 방법으로 사용할 수 있을 것"이라고 말했다. 연구진은 폐수에 수산기 라디칼을 넣으면 환경호르몬이 완전 분해되면서 제거된다는 것에 초점을 두고, 수산기 라디칼을 만들어내는 촉매 개발에 집중했다. 비스페놀류 오염물질을 없앨 수산기 라디칼을 만들기 위해서는 먼저 과산화수소가 만들어져야 하는데, 연구진은 이를 위해 코발트 촉매를 개발했다. 이 코발트 촉매는 탄소나노섬유에 코발트를 원자 단위로 촘촘하게 붙여야 한다. 연구진에 따르면 코발트가 일반 금속 알갱이로 있을때는 아무런 반응을 하지 않지만 원자 상태에서는 과산화수소를 만들어낸다. 연구진은 촉매를 만들때 화학물질을 사용하는 대신 아크 플라즈마 공정을 적용했다. 진공상태에서 반복적인 펄스 전압으로 플라즈마를 방출하면 코발트가 원자 하나하나로 쪼개지면서 탄소나노섬유에 알알이 박히게 된다. 이 공정을 통해 탄소나노섬유 표면에 붙은 코발트 단원자는 전체 무게의 2.24%에 불과할 정도로 촉매를 만들때 코발트를 적게 사 용할 수 있다. 연구진은 이 코발트 단원자 촉매를 전기-펜톤 수처리 공정에서 과산화수소를 실시간으로 공급하는 전극 소재로 썼다. 그 결과, 폐수 속 20ppm 농도의 신종 환경호르몬인 비스페놀을 5분 이내 100% 신속히 분해했다. 또한 반복 실험과 폐수처리 테스트를 통해 촉매의 안정성과 비스페놀류 제거를 검증했다.   monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 글로벌 이차전지 전해액 전문기업 엔켐이 NMP 리사이클링 사업 확대 및 탄소나노튜브(CNT) 도전재 분산액 신사업을 추진한다고 26일 알렸다. 배터리 핵심 소재 및 사업 포트폴리오를 한층 다각화하는 차원이다. 북미에 단일 최대 규모 전해액 생산시설을 보유하고 있는 엔켐은 공격적 시장점유율 확대 전략을 내세우고 있다. 전해액과 함께 ‘현지생산-현지공급’ 중심 신규 소재 사업을 전개함으로써 성장 모멘텀을 극대화한단 방침이다. NMP는 양극용 극판 제조를 위한 ‘양극재(양극활물질) 슬러리’의 제조 과정에 사용되는 유일한 유기용매 소재다. 양극 활물질, 도전재, 결착재(바인더) 등을 일정 비율로 혼합 시 사용되며 양극재 슬러리를 극판(알루미늄박 등) 위에 코팅·건조하는 과정에서 배기되는 폐-NMP(C-NMP)를 포집하고 정제하여 신액형태(R-NMP)로 공급하는 소재로 활용된다. 유럽에서 이차전지 환경규제가 더욱 강화되고 있어 NMP 리사이클링 수요는 더욱 증가하고 있는 추세다. 이에 배터리 셀 제조 기업들은 자체 NMP 회수 시스템을 운영하고 있기도 하다. 다만 다양한 공정에 사용되는 만큼 높은 수요를 보이지만 가격이 비싸고 유해물질이기 때문에 취급이 어렵다는 게 특징이다. 이미 엔켐은 미국 조지아 공장에 전해액 생산시설과 함께 자체 시설을 구축하고 NMP 리사이클링 사업을 진행하고 있다. 현재 약 2만t 규모의 생산능력(CAPA)을 확보하고 있으며, 최근 추가 증설 및 신설을 통해 이를 보다 늘리기로 결정했다. 엔켐 관계자는 “글로벌 NMP 시장은 소수 업체들이 독점적 지위를 바탕으로 제품 단가를 상대적으로 매우 높게 형성해 놓은 상황”이라며 “글로벌 셀메이커를 중심으로 합리적 가격의 고품질 NMP 리사이클링 소재에 대한 수요가 커진 만큼 이미 구축해 놓은 시설과 선제적 사업을 진행하면서 확보한 각종 노하우와 고객사 레퍼런스 덕에 유리한 조건을 확보했다”고 말했다. 이 관계자는 이어 “미국 인플레이션감축법(IRA)으로 회사 영향력이 강화되고 있는 북미 시장에서 총 약 14만t 규모의 NMP 리사이클링 생산능력을 확보해 독보적 지위를 더욱 끌어올릴 예정”이라며 “유럽 지역에서도 약 10만t 규모 생산능력을 구축할 방침”이라고 덧붙였다. 엔켐은 NMP 사업을 바탕으로 CNT 도전재 분산액 시장에도 진출할 예정이다. CNT는 도전재 분산액에 사용되는 소재로 카본블랙 등 기존 소재 대비 전기적·열적·기계적 특성이 우수해 새로운 대체재로 꼽힌다. 카본블랙의 20% 함량만으로 동일한 성능을 낼 수 있으며 이를 통해 배터리 에너지 밀도를 대폭 향상시킬 수 있다고 알려져 있다. 다만 CNT는 소재 특성상 응집력이 매우 강해 전기 전도성을 높이려면 고밀도 활물질 사이에 CNT를 균질하게 분산될 수 있게 물리적, 화학적 기술을 이용해 도전재 분산액 형태로 제조된다. 이때 주로 사용되는 용매가 NMP다. 엔켐은 리사이클링 사업을 통해 확보한 NMP로 CNT 도전재 분산액을 자체 기술로 생산함으로써 뛰어난 가격경쟁력 기반 관련 시장을 공략해 나간다는 계획이다. taeil0808@fnnews.com 김태일 기자

[파이낸셜뉴스]   케이비엘러먼트가 산업통상자원부가 주관하는 탄소소재 핵심기술 확보를 위한 'K-Carbon 플래그십 기술개발' 사업에 최종 선정됐다. 24일 케이비엘러먼트에 따르면 K-Carbon 플래그십 기술개발 사업은 향후 5년 동안 국비 750억원, 민자 300억원 등 총 1050억원 규모로 진행하는 신규 국책사업이다. 탄소소재 분야에서 핵심 기술을 확보하고, 이를 통해 국내 산업의 경쟁력을 강화하는 것이 목적이다. 케이비엘러먼트는 '200kW급 수송형 수소연료전지 스택 부품의 가격 저감과 스택열화율 4μV/h·cell 이하 고내구성 확보를 위한 탄소나노소재 생산기술 개발' 연구 과제 사업에 건국대학교를 비롯한 3개사와 선정돼 2028년까지 총 50억원의 사업비를 지원 받는다. 핵심이 되는 10 layer 미만의 그래핀 소재를 개발 제조하고 있는 케이비엘러먼트가 주관사로 선정됐다. 이번 과제를 통해 연료전지 금속분리판의 내구성 향상에 필요한 그래핀 기반 코팅제에 대한 핵심 소재 개발 및 제조 공정 기술 개발을 하고, 그래핀 소재 개발 및 양산 제조기술, 소재를 포함한 코팅제의 분산/배합 개발, 금속분리판에 코팅 기술 개발, 분리판 설계 및 성능평가 등에 대한 기술을 개발하게 된다. 케이비엘러먼트는 이번 사업에서 그래핀 제조, 코팅 기술 부분을 담당한다. 친환경 공정의 비산화 그래핀 생산은 기존 그래핀을 대량 생산하는데 가장 많이 사용되고 있는 산화·환원 방식이 아닌 물리적 박리 방법 사용으로 환경유해물질이 발생하지 않는다. 지난 4월 유망기후테크기업에 선정되는 등 환경을 생각하는 기업으로도 인정받고 있다. 케이비엘러먼트는 CK켐, 시너지, 건국대와 협력 체계를 통해 200kW급 수송형 수소연료전지 스택 부품의 가격 저감과 스택의 내구성을 크게 향상시키겠다는 목표다. 케이비엘러먼트 관계자는 "이 기술들은 우주항공, 방산, 모빌리티 등 다양한 산업군에 큰 기여를 할 수 있으며 다양한 분야에 적용함으로써 그래핀 소재 산업의 영역을 더 넓히는데 기여할 수 있을 것"이라며 "'K-Carbon 플래그십 기술개발' 사업을 통해 탄소소재 기술 개발을 더욱 강화하고, 국내 산업 발전에 큰 기여를 할 것"이라고 밝혔다. 한편 2025년 기술특례 IPO를 준비 중인 케이비엘러먼트는 120억원 규모의 시리즈 B 투자유치를 준비중이다. cynical73@fnnews.com 김병덕 기자

[파이낸셜뉴스] 한국전기연구원(KERI) 전기소재공정연구센터 최정희 박사팀이 리튬이온 배터리를 급속충전해도 안정적이고 내구성까지 향상시킬 수 있는 기술을 개발했다. 한양대 이종원 교수팀, 경희대 박민식 교수팀과 함께 개발한 이 기술은 국내는 물론 미국 특허 등록까지 마쳤다. 최정희 박사는 "편리한 급속충전과 리튬이온 배터리의 에너지밀도는 상충 관계처럼 여겨져 전기차 확산을 막는 원인 중 하나"라며, "이번에 개발한 기술을 통해 전기차 보급 확대와 범국가적 탄소중립 실현에 크게 기여할 수 있을 것"이라고 말했다. 27일 전기연구원에 따르면, 연구진이 개발한 기술은 배터리 음극 표면에 마이크로미터(㎛) 이하의 아주 작은 '산화알루미늄' 입자를 부분 코팅하는 것이다. 산화알루미늄으로 코팅한 음극으로 에너지밀도가 4.4 ㎃h/㎠의 리튬이온 배터리를 테스트한 결과, 500회의 급속충전에도 잔류 용량이 83.4% 이상을 유지했다. 연구진은 "이는 세계최고 수준의 우수성을 가지는 것"이라고 말했다. 현재 500㎃h급 파우치 셀까지 효과 검증을 마쳤고, 향후 스케일 업을 통해 대면적 중대형 용량의 배터리에서도 적용될 수 있도록 기술을 끌어올린다는 계획이다. 전기차 보급 확대를 위한 가장 핵심적인 해결 과제에는 주행거리 상승과 안전성 확보, 빠른 충전속도가 있다. 하지만, 고에너지밀도의 리튬이온 배터리를 설계하기 위해서는 전극을 두껍게 해야 하는데, 이럴 경우 계속 급속충전을 하게 되면 배터리의 성능이 떨어지게 된다.. 그동안 국내외 많은 연구진이 흑연 등 음극 소재에 기능성 나노기술을 도입하는 등 주로 전극 내부에 집중했다면, 연구진은 전극 표면을 코팅하는 단순한 처리 기술로 문제를 해결했다. 연구진은 "산화알루미늄은 가격이 저렴하고, 우수한 전기 절연성, 내열성, 화학적 안정성, 기계적 특성을 보유하고 있어 각종 세라믹 분야에서 널리 사용되고 있는 물질"이라고 설명했다. 연구진은 산화알루미늄 입자가 리튬이온전지 음극과 전해질 간의 계면을 효과적으로 제어하고, 리튬 이온의 빠른 이동을 유도한다는 것을 확인했다. 이를 통해 급속충전에도 리튬이 달라붙는 것을 막고, 리튬이온 배터리의 안정적인 충·방전 수명을 확보할 수 있었다. 또 이 기술은 리튬이온 배터리의 고에너지 밀도화를 추진할 수 있다. 리튬이온 배터리의 성능과 안정성을 높이기 위해 전극 내부 소재에 다른 기능성 소재를 도입하면 합성 공정도 복잡하고, 리튬의 양(초기효율)이 떨어지는 단점이 발생한다. 또한, 전극의 두께도 두꺼워지며, 급속충전 조건에서 성능이 떨어질 수밖에 없다. 그러나 이 기술은 내부가 아닌 흑연 음극 표면을 처리하기 때문에 리튬의 양 감소 없이도 고에너지밀도의 후막 전극에 대해 급속충전을 적용해도 안정적인 성능 유지가 가능하다. 한편, 연구진은 이번에 개발한 기술을 재료공학 분야 국제 저명 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials)'에 발표했다.   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

한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 고동연·임성갑 교수팀이 기존에는 어려웠던 크기와 모양별로 분자를 분리할 수 있는 초박막 분리기술(사진)을 세계 최초로 개발했다. 이 기술은 기존 제약 제조 공정보다 더 값싸고 에너지 비용이 적은 방법으로 제약 물질을 정제할 수 있다. 이를 통해 고부가가치의 제약 혼합물을 선택적으로 정제할 수 있게됐다. 29일 KAIST에 따르면 연구진은 반도체 제조 공정에 쓰이는 고분자 박막 증착 기술로 기존 소재의 한계를 뛰어넘는 성능의 분리막을 만들어냈다. 분리막은 열을 이용한 증류방법 보다 훨씬 적은 에너지를 사용해 경제적이다. 또 산업계 전반에 사용되는 다양한 물질을 분리하는데 저탄소 해결법을 제공할 수 있다. 이 때문에 비교적 짧은 상업화 역사에도 석유화학, 반도체, 재생합성연료, 바이오 제약 분야 등 활용분야가 다양하다. 해수 담수화와 같은 전통적 활용 분야를 뛰어넘어 분리막이 고부가가치의 화합물을 선택적으로 분리하기 위해서는 기존 소재의 한계를 뛰어넘을 수 있는 혁신적인 고분자 소재의 개발이 필요하다. 연구진이 만든 29나노미터(nm) 두께의 분리막은 다양한 활성 제약 성분, 석유 화합물, 연료 분자 등이 속하는 크기의 매우 작은 분자들을 정제할 수 있다. 또 다양한 유기 물질이 섞여 있어도 가능하다. 연구진은 실제로 여러 약물이 섞여 있는 상황에서 이 분리막을 실험했다. 헤르페스 바이러스 치료에 사용되는 주요 활성 제약 성분(API)인 아시클로버, 발라시클로버와 같이 비슷한 모양·크기를 가진 분자들을 섞어놨다. 이분리막을 이용한 결과, 매우 높은 순도로 아시클로버만 분리해냈다. 고동연 교수는 "이 기술은 기존 분리막의 수명과 분자 선택도를 뛰어넘는 분리막 성능을 입증해 산업계에 분리막이 적용될 수 있는 영역을 넓힐 것"이라고 전망했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자