'꿈의 신소재' 산업용 그래핀 첫 상용화되나…연내 대량생산

화학연·엘브스지켐텍, 국내 채굴 흑연으로 생산…ｇ당 2천원

한국화학연구원이 국내 중소기업과 손잡고 반도체 신소재 '그래핀' 상용화에 나선다.

화학연은 흑연에서 고품질의 산업용 그래핀을 대량생산할 수 있는 기술을 엘브스지켐텍에 기술이전 했다고 19일 밝혔다.

그래핀은 흑연의 한 층에서 떼어낸 2차원 물질로, 전기·화학적 특성이 우수해 반도체 분야 '꿈의 신소재'로 불린다.

세계적으로 산업용 그래핀을 상용화하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있지만, 비용과 품질 문제 때문에 대량생산이 어려웠다.

화학연 이제욱 박사팀은 흑연 전극에 전기를 흘려보내 그래핀을 수 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 두께의 매우 얇은 층으로 벗겨낼 수 있는 '차세대 전기화학 박리공정'을 개발했다.

벗겨진 그래핀은 장치 아래의 필터를 통해 가루 형태로 추출된다.

이 공정으로 1시간에 고품질의 그래핀 60ｇ을 생산할 수 있으며, 1ｇ당 가격도 2천원으로 매우 저렴하다.

기존 화학적 합성 공정으로 생산된 연구용 그래핀보다 가격과 품질 등 모든 면에서 우수하다고 연구팀은 설명했다.

화학적 합성 공정은 흑연을 강산으로 처리해 그래핀을 얻는 방식으로, 강도와 열 전도성, 전기전도도 등이 급격히 떨어지는 문제가 있다.

엘브스지켐텍의 모회사인 엘브스흑연이 국내 흑연 광산의 채굴권을 확보해 중국 수입에 의존하던 흑연을 저렴한 가격으로 공급할 수 있게 됐다.

이를 통해 올해 안에 그래핀을 대량 생산하는 것이 목표다.

생산된 그래핀은 디스플레이와 스마트폰 등 전자제품의 방열 부품, 전기자동차용 이차전지 전극 등으로 활용된다.

박철용 엘브스지켐텍 대표는 "경기 안성에 엘브스흑연 연구소를 설립하고 그래핀 양산을 위한 준비를 하고 있다"며 "목표대로 진행되면 산업용 그래핀을 상용화하는 세계 첫 사례가 될 것"이라고 말했다.

/연합뉴스