▲ 한국전기연구원이 개발한 `고분산성 탄소나노튜브 파우더`

한국전기연구원(KERI)가 탄소나노튜브(CNT)를 건식 공정에 간편히 적용할 수 있는 고분산성 파우더 제조 기술을 개발해, 친환경적이고 효율적인 전지 제조 혁신에 기여할 전망이다.

한국전기연구원(KERI) 나노융합연구센터의 한중탁 박사 연구팀은 차세대 이차전지 건식 공정(dry process)의 난제를 해결하는 ‘고분산성 탄소나노튜브 파우더 제조 기술’을 세계 최초로 개발했다고 24일 밝혔다.

탄소나노튜브(CNT)는 강철의 100배에 달하는 강도와 구리 수준의 전기전도성을 갖춘 신소재로, 이차전지에서 기존 도전재인 카본블랙을 대체할 차세대 도전재로 주목받고 있다. CNT는 적은 양으로도 전지의 에너지 밀도를 크게 향상시킬 수 있지만, 서로 응집하려는 특성 때문에 균일하게 분산시키는 데 어려움이 있었다.

특히 건식 공정에서는 용매 없이 물질을 균일하게 혼합해야 하기 때문에 CNT 응집 문제는 해결하기 어려운 과제로 여겨졌다.

한중탁 박사팀은 CNT를 파우더 형태로 가공해 응집 현상을 최소화하고, 건식 공정에서도 다른 물질들과 쉽게 분산될 수 있는 기술을 개발했다. 연구진은 CNT가 파우더 상태에서도 서로 뭉치지 않도록 제어하는 기술을 완성, 용매를 사용하지 않는 친환경적 공정을 가능하게 했다.

한 박사는 “건식 공정은 유독성 용매를 사용하지 않아 친환경적일 뿐 아니라, 습식 공정에 비해 공정이 간소하고 비용이 절감된다”며, “이번 성과는 전기차 업체 등 세계 전지 산업계에서 주목받을 차세대 기술”이라고 강조했다.

이번 기술은 특히 건식 공정이 필요한 리튬황전지와 전고체전지 등 차세대 전지 개발에 유용하며, KERI는 국내 특허 출원을 완료하고 관련 업계와 기술 이전 협력을 모색 중이다.

한중탁 박사는 “이번 연구는 차세대 이차전지 기술의 초격차를 확보할 수 있는 중요한 돌파구”라며, “글로벌 전지 시장에서 한국의 경쟁력을 더욱 강화하는 데 기여하겠다”고 밝혔다.