신용카드 보다 얇은 배터리…화학연 '차세대 전지'에 쏠린 눈

[그린비즈니스위크(GBW) 2022]

고분자 전고체 리튬 이차전지에 전극을 연결하자 불빛이 만들어지고 있다. 이 전지는 현재 1㎜ 수준으로 만들어졌으며 원하는 모양과 얇기로 제작할 수 있다. / 영상=김인한 기자

13일 서울 강남구 코엑스에 마련된 한국화학연구원 전시관. 초등학생 한 명이 1㎜ 얇기 배터리에 전극을 연결하자 불빛이 만들어졌다. 그 옆에선 진로를 고민하는 고등학생의 질문이 이어졌고, 페로브스카이트 태양전지를 구동하는 체험이 진행됐다. 탄소중립 기술 전시회, '그린비즈니스위크 2022'(GBW 2022) 현장의 모습이다.

이다솜 충남 당진고 학생(17)은 "이론으로만 알고 있던 이차전지와 태양전지가 실제 구동되는 모습이 흥미로웠다"며 "특히 과학자에게 연구 내용을 소개받을 수 있어 뜻깊었고, 화학자가 되고 싶다는 꿈이 더 뚜렷해졌다"고 했다.

'신용카드보다 얇다'…1㎜ 전고체 리튬 이차전지 뭐길래

한국화학연구원 전시관에서 고분자 전고체 리튬 이차전지를 직접 구동해보고 있는 어린이. / 사진=김인한 기자

화학연은 이날 전시관에 '고분자 전고체 리튬 이차전지'를 소개해 많은 관심을 받았다. 현재 범용 되는 리튬 이차전지는 간헐적으로 발화·폭발이 일어나 안전성에 논란이 있다.

화학연은 발화의 원인이 되는 '액체 전해질'을 '고분자 전해질'로 대체한 전고체 리튬 이차전지를 개발했다. 특히 배터리 소재는 구부리거나 휘어도 안전성이 담보되는 혁신 기술을 적용했다.

우미혜 화학연 선임연구원은 "전고체 전지 성능 하락을 개선하기 위해 복합 전극을 적용했다"며 "전고체 리튬 이차전지는 향후 전기차뿐만 아니라 웨어러블 전자기기 등에 안전한 형태로 적용될 수 있을 것"이라고 설명했다.

이와 함께 화학연은 이날 암모니아를 활용해 수소를 저장·이송·생산하는 고효율 촉매 공정 기술을 선보였다. 또 메탄 열분해를 통한 수소와 탄소를 동시에 제조하는 기술을 개발해 대중에게 소개했다.

중국산 소재 안 써도 된다…페로브스카이트 활용한 '혁신'

페로브스카이트 태양전지에 불빛을 비추자 멈춰 있던 구동모형이 동작하는 모습. / 영상=김인한 기자

화학연은 페로브스카이트 태양전지도 선보였다. 특히 학생들이 태양전지 기판에 불빛을 비추면 멈춰 있던 구동모형을 동작시키는 체험 기회를 제공했다.

페로브스카이트는 도체·반도체·부도체 성질은 물론 초전도 현상까지 보이는 금속 산화물이다. 기존 태양전지 소재인 실리콘 대비 광(光)흡수율이 높고, 저가로 손쉽게 만들 수 있는 장점이 있다.

김범수 화학연 선임연구원은 "페로브스카이트를 태양광 흡수 소재로 활용하면 중국에서 들여오는 실리콘 태양전지를 대체할 수 있다"며 "화학연은 그동안 페로브스카이트 핵심 기술은 물론 전구체·광소자를 모두 기업에 이전해 기술 상용화를 돕고 있다"고 설명했다.

한편, GBW 2022는 국회 수소경제포럼 주최, 머니투데이·코엑스 공동 주관으로 지난 12일부터 사흘간 코엑스에서 진행된다.

이유진 한국화학연구원 연구원(가운데)이 관람객에게 고효율 촉매 기술을 소개하고 있다. / 사진=김인한 기자