리튬 이차전지 음극 소재인 그래핀-실리콘 복합체 제조 단가를 대폭 낮출 수 있는 기술이 개발됐다. 실리콘 폐기물을 재활용해 첨단 고부가가치 원료 소재인 그래핀-실리콘 복합소재를 단일 공정으로 제조하는 기술이다. 이 같은 기술이 개발된 것은 세계에서도 처음이다.
한국지질자원연구원(KIGAM, 원장 신중호)은 자원활용연구센터 장희동 박사 연구팀이 맥진정보통신(대표 서진규) 및 김한수 한양대 연구팀, 황자싱 미국 노스웨스턴대 교수 연구팀과 공동으로 버려지는 실리콘 폐기물을 재활용해 그래핀-실리콘 복합체를 단일 공정으로 제조하는 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.
실리콘 폐기물(슬러지)은 태양전지 및 반도체용 실리콘 웨이퍼 제조 공정에서 발생한다. 주로 실리콘과 실리콘 카바이드로 구성된다. 순도 9N 이상의 초고순도 실리콘 나노 입자가 30% 이상 함유돼 있다. 이를 분리 회수하면 리튬 이차전지 음극 소재로 활용할 수 있다.
공동연구팀은 단일 공정에서 폐실리콘 슬러지에 함유된 실리콘을 분리 회수하고, 그래핀 산화물과 결합시켜 고효율 이차전지 음극 소재를 제조하는 기술을 개발했다.
폐실리콘 슬러지를 그래핀 산화물과 함께 물에 분산시킨 용액을 에어로졸 공정을 이용해 화학 처리 없이 단일 공정으로 분리, 회수, 결합하는 방법을 사용했다.
한국지질자원연구원, 공동연구팀은 맥진정보통신과 기술 상용화를 추진한다.
장희동 한국지질자원연구원 책임연구원은 “버려지던 폐기물을 고부가가치 소재로 재활용할 수 있는 중요한 기술”이라면서 “이 기술로 차세대 리튬 이차전지 음극 소재 제조 단가를 대폭 낮출 수 있을 것”이라고 설명했다.
대전=김순기기자 soonkkim@etnews.com
