한국화학연구원과 중소기업이 꿈의 신소재로 불리는 그래핀을 올해 내로 대량 생산하겠다고 19일 밝혔다.
국내에서 채굴한 흑연으로 산업현장에서 쓰이는 그래핀을 대량 생산하는 건 이번이 처음이다.
산업용 그래핀 주도권을 차지하기 위해 글로벌 연구가 활발히 이뤄지고 있지만, 아직 상용화 사례는 없다. 고품질 그래핀을 저렴한 가격으로 대량생산하는 게 매우 어렵기 때문이다.
이제욱 한국화학연구원 화학공정연구본부 박사팀은 그래핀 대량 생산을 위해 ‘차세대 전기화학 박리공정’을 개발하고, 이 공정을 적용한 ‘멀티 전극 시스템’을 만들었다.
멀티 전극 시스템은 전해질 용액 수조에 ‘금속 전극-흑연 전극-금속 전극’을 샌드위치처럼 배치한 묶음을 여러 개 담가놓은 장치다. 이 장치는 흑연 전극에 전기를 흘려보내 그래핀을 아주 얇은 층으로 벗겨낸다. 이렇게 벗겨진 그래핀은 장치 하단의 필터를 통해 용액과 분리돼 가루 형태로 추출된다.
이 장치로 고품질의 그래핀을 1시간이면 생산할 수 있는데, 이는 세계에서 가장 빠른 속도다. 그래핀 1g당 가격도 2000원으로 비교적 저렴해 가격 경쟁력도 갖췄다.
한국화학연구원은 이같은 기술을 개발해 엘브스지켐텍에 이전하고, 올해 연말까지 고품질의 그래핀을 대량 생산한다는 목표로 공동 연구를 수행하고 있다.
현재 엘브스지켐텍의 모회사인 엘브스흑연은 국내 흑연광산의 채굴권을 확보하고, 올해부터 본격적으로 흑연 채굴에 들어간다. 지금까지 중국 수입에 의존하던 고품질의 흑연을 저렴한 가격으로 대량 공급할 수 있게 된 것이다.
박철용 엘브스지켐텍 대표는 "저렴하고 품질이 높은 그래핀을 대량으로 시장에 공급해 지난 10년 동안 열리지 않았던 그래핀 상용화의 문을 2021년까지 활짝 여는 게 목표"라고 말했다.
엘브스지켐텍은 안성에 엘브스흑연연구소를 설립하고, 그래핀 양산을 위한 준비에 박차를 가하고 있다.
김동진 기자 communication@chosunbiz.com