둘둘 말거나 접어서 사용할 수 있는 플렉서블(Flexible) 필름 전지는 IT산업은 물론이고 미래 우리의 일상생활에까지 변화를 몰고 올 첨단 기술이다. 플렉시블 필름전지를 기반으로 할 때 플렉시블 폰, 플렉시블 OLED, 전자종이의 상용화가 가능하다. 박막의 접을 수 있다는 강점은 기존 전지의 최대 약점인 제한된 사용 시간을 확대시켜 줄 뿐 아니라, 꿈의 입는 컴퓨터(웨어러블 PC)의 실현을 앞당겨 전원이 없는 어느곳에서라도 첨단 문명을 누릴 수 있게 된다.
울산과기대 차세대전지기술융합연구단(CRCIBT, 단장 조재필 친환경에너지공학부 교수)은 바로 이러한 ‘플렉시블 고체형 필름전지 개발’을 목표로 지난해 5월 설립됐다.
대학마다 본격적인 방학 시즌에 들어간지 수주나 지났지만 지난 2일 찾은 차세대전지기술융합연구단(이하 연구단)은 대학의 방학하고는 상관이 없었다. 연구단장은 CEO처럼, 연구원과 행정직원까지 모두 분주히 오가며 연구 및 업무처리에 열중하는 모습이 마치 벤처기업을 방문한 것처럼 느껴졌다.
“이제 막 1차년도 연구실적을 정리해 보고를 마쳤고, 2차년도 연구에 들어갔다. 외부에서 뽑아 채용한 연구원을 포함해 지난 1년 동안 125명의 인력이 과제 연구개발에 투입됐다. 5년간 500명의 연구 및 지원 인력이 플렉시블 필름전지 개발에 투입될 예정이다.” 조재필 단장은 지금까지 연구단의 실적과 운용 인력, 향후 목표 등을 또박또박 설명했다.
교육과학기술부의 ‘신기술 융합형 성장동력사업’에 선정돼 총 5년간 220억여원이 투입되는 연구단의 ‘플렉시블 고체형 필름전지 개발’은 교과부의 대표적인 신기술융합 R&D과제다.
울산과기대를 주관 연구기관(1세부, 나노구조 필름형 슈퍼전지 핵심 원천기술개발)으로 LG화학 기술연구원(2세부, 접을 수 있는 고체형 대면적 웨어러블 이차전지 개발), 서강대학교(3세부, 고내구성 바이오 호환형 무선충전 슈퍼전지 개발), ETRI(4세부, 통합형 플렉시블 필름전지 시스템 개발), KEIT(5세부, 에너지 하이브리드형 통합 셀 개발)가 협동 연구기관으로 5개의 세부 과제를 수행하고 있다.
또 LG화학을 중심으로 루트제이드, 씨아이에스, 코아칩스 등 전지산업 분야의 대표적인 4개 대·중소 기업이 참여하고 있다.
첨단 IT를 기반으로 BT, NT를 융합해 나노구조전지 원천소재와 접을 수 있는 대면적 전지, 인체삽입형 전지 등을 개발하고, 이러한 기술과 제품을 기반으로 상용화 플렉시블 필름전지를 완성하는 것이 연구단의 최종 목표다.
특히 연구단은 세부 과제를 통해 거둔 연구결과물을 실제 상용화로 연결하기 위해 LG화학을 자체 상용화 전담 기관으로 설정, 과제가 끝난 시점인 오는 2015년부터는 LG화학을 통해 플렉시블 2차전지 상용화를 이룬다는 계획이다. 이는 연구개발 선에서 그치는 여러 정부지원과제와 연구단의 과제가 다른 점이다.
이를 위해 연구단은 5개년 사업 기간을 2단계로 나눠 1단계인 1, 2차년도는 ‘창의적 원천기술 확보에 따른 기반기술 정립’을, 2단계인 3, 4, 5차년에는 ‘통합형 플렉시블 필름전지 상용화 기술 개발’을 단계별 연구추진 전략으로 세웠다.
이러한 추진전략에 맞춰 연구단은 지난 1차년도에 나노패턴 스템프 제조, 전극활물질 설계, 무선충전기술 설계 등 기반기술을 확보했고, 특허와 논문 및 기술이전을 통해 이를 입증했다. 현재 2차년도 사업으로 플렉시블 기판에 고분자를 넣어 여러 종류의 나노구조제어형 박막고체전지를 시험·제작하는 등 원천기반 기술 확보에 필요한 세부과제별 연구가 진행되고 있다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.co.kr
표-울산과기대 차세대전지기술융합연구단
