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▲ ‘고에너지밀도·고강도·난연 일체형 구조배터리 소재-셀 설계 및 제작 기술개발 과제’ Kick-off 및 기술교류 워크숍 참석자들이 기념촬영에 응하고 있다.

탄소섬유 기반 소재·전극·전해질·셀 제작, 미래 모빌리티 경량화·에너지 효율 향상 기여

국내 산학연이 고에너지밀도·고강도·난연 등 고성능의 구조배터리 기술개발을 통해 미래 모빌리티 적용 및 사업화를 본격 추진한다.

한국탄소나노복합재연구조합(이사장 박종수)은 지난 10월22일부터 23일까지 한국전기연구원에서 ‘고에너지밀도·고강도·난연 일체형 구조배터리 소재-셀 설계 및 제작 기술개발 과제’ Kick-off 및 기술교류 워크숍을 개최했다고 26일 밝혔다.

이번 기술개발 과제는 과학기술정보통신부가 시행하고 한국연구재단이 관리하는 ‘미래개척융합과학기술개발사업’의 일환으로 추진되는 연구개발과제로 2026년부터 2030년까지 대면적·고성능 일체형 구조배터리 제작 기술을 확보하는 것이 목표다.

행사에는 주관연구개발기관인 한국과학기술연구원(KIST)을 비롯해 단국대, 한국전기연구원, 인천대, 한국탄소나노복합재연구조합 등 컨소시엄 관계자가 참석했다. 이들은 연구개발과제의 추진 방향과 기관별 세부 수행성과를 공유하고, 핵심 소재 개발부터 셀 설계·제작, 성능 검증 및 사업화까지 연계하는 협력체계를 구축하기 위한 논의를 진행했다.

드론, UAM, 로봇, 우주항공 등에서는 운용시간과 항속거리, 탑재중량을 늘리기 위해 구조 경량화와 에너지 저장 성능을 함께 높이는 기술이 요구되고 있다. 이를 달성하기 위해 필요한 구조배터리는 구조체가 외부 하중을 지탱하는 동시에 전기를 저장하는 다기능 복합소재 기술이다.

컨소시엄은 탄소섬유 기반 구조전극, 난연성 구조 전해질, 계면 안정화 및 통합 설계·제조 기술을 결합해 고에너지밀도·고강도·난연성을 갖춘 구조배터리 원천기술을 확보할 계획이다.

주관기관인 KIST는 탄소섬유 기반 구조전극과 소재·전극·전해질·셀을 연결하는 통합 설계·제작 기술을 개발한다. 단국대는 하중 지지와 이온 전달 기능을 함께 갖춘 난연성·고이온전도성 구조 전해질을 개발하고, 한국전기연구원은 탄소나노튜브(CNT)를 활용해 구조전극과 전해질 사이의 계면을 보강하고 전도성과 내구성을 높이는 기술을 담당한다.

인천대는 구조적 거동과 전기화학적 성능을 함께 분석하는 연성해석및 디지털 트윈 기반 건전성 진단 기술을 개발한다. 한국카본은 대면적 구조배터리의 적층·성형·패키징 공정과 시작품 제작·실증을 담당한다.

탄소나노복합재연구조합은 연구개발 성과가 산업 현장의 수요와 연계될 수 있도록 기술사업화 지원을 담당한다. 드론·UAM·로봇·우주항공 등 주요 응용산업의 시장·기술동향과 요구성능을 분석하여 단계별 상용화 로드맵을 마련하고 수요기업과 소재·공정 분야 공급기업 간 기술을 매칭함으로써 구조배터리의 응용처 확대와 산업화 기반을 조성할 계획이다.

이번 과제의 연구책임자인 KIST 조세연 박사는 “이미 해외 선도기관 중심으로 구조·에너지 통합 기술 경쟁이 본격화되고 있는 상황에서 전극-전해질-계면-제조공정의 통합을 통한 국내 독자적인 원천기술 확보가 시급히 필요하다”며 미래 혁신적 구조 배터리 제품화를 추진하고자 하는 국내 수요기업의 관심과 참여를 희망했다.

탄소나노복합재연구조합 박재민 사무국장은 “구조배터리는 탄소복합재와 이차전지 기술을 융합해 미래 모빌리티의 경량화와 에너지 효율 향상에 기여할 수 있는 핵심 기술”이라며 “연구개발 초기부터 수요기업의 요구를 반영하고 참여기관 간 기술교류와 협력을 강화해, 핵심 소재와 셀 개발 성과가 후속 실증과 사업화로 이어질 수 있도록 지원하겠다”고 밝혔다.

출처 : 신소재경제(https://www.amenews.kr/)