그래핀 제조 특허기술을 보유한 그래핀업은 그래핀의 복합 소재 및 응용 제품 개발과 상용화를 위해 한국과학기술연구원(나노탄소소재 실용화 지원 센터)과 단계적 협업을 진행하기로 했다고 21일 밝혔다.

그래핀은 구리의 150배, 실리콘의 100배인 전하 이동도, 구리의 100배인 최대 허용 전류밀도, 강철의 200배, 다이아몬드의 2배인 강도, 다이아몬드의 2.3배인 열전도율, 층당 98%에 달하는 투명도, 3.2g으로 축구장 하나를 덮을 수 있는 넓은 표면적과 접거나 휘어도 성질이 변하지 않는 유연성과 고탄력, 초경량, UV차단, 소취, 항균, 원적외선방사 등의 물질 특성으로 2010년 노벨상을 받으며 ‘꿈의 신소재’로 주목받았다.

이러한 특성으로 상용화시, 롤러블/투명 디스플레이, 반도체, 선박, 자동차, 2차 전지, 광 검출기, 기능성 잉크, 레이저 산업, 섬유 산업뿐만 아니라 방위 산업, 우주 항공, 헬스 케어 등 그 적용분야가 광범위해 막대한 시장 잠재력을 보유하고 있다는 평가를 받았다.

이처럼 그래핀은 상업적 가치가 매우 높은 반면, 상용화를 위해서는 대규모 설비 투자 금액, 흑연 강산 등 고가의 재료 사용으로 인한 높은 제조 원가, 산화 후 환원 등 화학 처리로 인해 발생하는 환경 유해성, 가혹한 제조 공정으로 인한 품질 확보의 어려움과 같은 난제를 극복해야 한다. 국내 그래핀 제조가 샘플 수준에 그치거나, kg당 가격이 천만원에서 1억원에 이르는 이유가 이때문이다.

그래핀업은 고온 열분해를 통한 비산화 방식의 단일 공정으로 그래핀 제조에 성공하여 제조 비용을 낮추고, 탄소 배출량을 97% 감축하는 성과를 거뒀고, 이 기술로 2022년 12월에 그래핀 제조 방법에 대해 특허를 받았다.

이 기술의 가장 큰 특징은 폐플라스틱을 원료로 해 재료비가 0.2% 미만이라는 것이다. 또한 감축한 탄소 배출량을 활용하면 ESG 경영의 탄소 배출 관리와 탄소 중립에 기여할 수 있다.

올해 2월에는 KIAT(한국산업기술진흥원)에서 기업의 현장 애로 기술 지원을 위해 수행중인 ‘소재부품장비 융합혁신지원단’의 단기 기술 지원을 받아 한국과학기술연구원에서 당사 그래핀에 대해 분석을 실시했고, 2~3Layer로 추정되는 적은 수의 그래핀이 적층된 구조적 결함이 적고, 결정성이 매우 우수한 그래핀으로 판단되며 단일 공정에서 그래핀 박리와 환원이 동시에 이루어져 저비용 고품질 그래핀 제조가 가능할 것으로 판단된다는 평가를 받았다.

그래핀업은 확보한 기술을 토대로 자동화 및 양산에 대한 연구 개발을 지속해 왔으며, 고강도/대전방지 소재, 방열/방부식 소재, 그래핀텍스, 열전도성, 전자파 차폐, 2차 전지 음극재 등 그래핀이 적용된 복합 소재 및 응용 제품 개발을 우선 목표로 하고 있다.

그래핀 복합 소재 및 응용 제품 개발을 위해서는 적용 산업별 적정 품질의 균일한 그래핀 제조가 관건이다.
그래핀업, 그래핀 상용화 위해 한국과학기술연구원과 협업
이에 확보한 그래핀 제조 기술로 적정 품질과 가격 경쟁력 기반의 그래핀을 양산하고, 나노탄소소재 분야 전문가인 한국과학기술연구원 나노탄소소재실용화지원센터장 양철민박사와 협업하여 그래핀 복합 소재와 응용 제품을 개발하고 상용화를 실현할 계획이다.

그래핀업은 폐플라스틱을 원료로 저비용 고품질 그래핀 제조가 가능한 만큼 지금까지 높은 가격으로 인해 그래핀의 적용이 어려웠던 소재, 제품 및 산업 분야에 다양한 형태의 그래핀 복합소재와 응용 제품을 적용하여 그래핀의 상용화와 더불어 시장 확대와 매출 증대를 견인하는 것을 목표로 한다고 전했다.

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