관련 통계자료 다운로드 부산·경남권 차세대 전자분야 전문가
한국전기연구원(KERI)과 국립 경상대학교는 부산·울산·경남 지역의 차세대 전지 분야를 지탱하는 두 축이라 할 수 있다. 특히 경남 창원에 위치한 KERI는 ‘전기’에 관한한 지역을 넘어 우리나라 전체의 연구·개발(R&D)을 이끄는 엔진이라 해도 과언이 아니다. 미래 우리나라 전기산업의 기술 연구 가운데 상당 부분이 실제로 여기에서 주도적으로 이뤄지고 있다.
고성능 리튬이온전지 및 리튬폴리머전지 등의 개발에도 당연히 KERI가 앞장서고 있다. 그 가운데 특히 재료응용연구단 전지연구그룹의 차세대 전지와 관련한 연구기반 및 개발실적은 타의 추종을 불허한다. 전지연구그룹은 우리나라 2차전지 산업이 현재의 세계 2위로 도약하는 실마리를 마련했다는 평가를 받고 있다. 실제 리튬 2차전지를 국내 최초로 개발하는 등 지난 86년부터 20년 가까이 전지 관련 연구에 주력해 오고 있다.
전지연구그룹의 주요 수행 과제만 해도 △고분자 2차전지 개발(1989년) △리튬 2차전지 개발(1991년) △전기자동차용 리튬 2차전지 기술 개발(1993년) △고체고분자전해질 리튬전지(LPB) 개발(1996년) △용융탄산염형 연료전지 단위전지 기술개발 △전기자동차용 고성능 전지 기술개발(이상 1999년) △스마트 배터리 팩 특성 및 안전성 평가기술 개발 △휴대폰용 1회용 아연·공기전지 개발(이상 2000년) △정보통신용 첨단 리튬 배터리 기술 개발 △대용량 수퍼커패시터 개발 △혼성마이크로 동력원 개발 △고체전해질형 연료전지 단위전지 개발 △하이브리드전기자동차(HEV)용 리튬폴리머전지의 성능 및 안전성평가(이상 2001년) △2차전지 양극활물질용 나노소재(2002년) △HEV용 고출력 리튬 2차전지 기술 개발 △2차전지 분야 국제규격 표준화 연구 △리튬 2차전지 안전성기준 연구 △니켈메탈하이브리드(NiMH) 전지·니켈카드뮴(NiCd) 전지 안전성기준 연구(이상 2003년) 등 셀 수 없을 지경이다.
최근 5년간 차세대전지와 관련해 총 31편의 특허 출원 및 등록과 157편의 논문이 쓰여졌다. 여기에서 그치지 않고 △1800 사이클 이상의 개량형 연축전지 설계 및 제조기술 개발 △원통형 리튬 2차전지 제조기술 개발 △노트북 PC용 스마트 배터리 팩 △HEPS를 이용한 다기능 파워 컨디셔너 등이 기업으로 이전돼 사업화됐다.
이밖에 전지연구그룹은 드라이룸과 전지조립기·충방전 시험기 등 전지 평가 인프라를 갖추고 있으며 전지분야 국가공인시험(KOLAS) 및 신뢰성 인증업무 등 전지의 표준화와 시험인증도 수행한다.
전지연구그룹을 이끌고 있는 인물은 문성인 박사(48)다. 그는 KERI의 전임 소장으로 우리나라 전지분야를 개척해 온 윤문수 박사(55)의 뒤를 이어 국내 2차전지 역사의 ‘산증인’이라 불리며 차세대 전지분야의 확고한 주춧돌 역할을 하고 있다.
윤문수박사는 한국전기연구소 연구실장과 소장을 역임하고 현재 한국과학기술원, 전남대학교, 창원대학교, 영남대학교 객원교수 및 겸임교수와 한국전기연구원 전문위원으로 활약하고 있다.
경북대학교 사범대학에서 물리를 전공한 윤박사는 일본 오사카대학에서 전기공학 박사학위를 받고 이후 대부분을 전기연구소에서 활동해 온 전기연구소 재료분야의 대부다. 그는 전기재료뿐만 아니라 센서 나오시스템 초전도 저온공학분야까지 이르는 다양한 활동으로 대통령표창 과기처장관표창등을 수상했다. 대한전기학회, 한국전기학회. 전자재료학회, 한국전기화학회, 한국물리학회 와 IEEE일본전기학회등 국내외 10여 학회에서 활동하고 있다.
경북대 출신으로 고분자 공학를 전공한 문성인 그룹장은 지난 86년 전기연구소 전기재료연구부 연구원을 시작으로 만 16년간 오로지 2차전지 연구에만 종사해 왔다. 지난 93년에 세계에서 2번째로 소형 원통형 리튬이온전지를, 97년에는 전기자동차용 리튬이온전지를 개발, 국내 2차전지 기술 연구사에 큰 획을 그었다. 특히 96년 12월에서 97년 4월까지 진행된 산업자원부 중기거점기술개발 연구기획사업인 ‘차세대소형전지기술 개발’ 사업의 총괄연구책임자로서 불모지였던 국내 2차전지산업의 밑그림을 제공했다는 평가를 받았다. 그는 2002년 산자부 차세대전지기술개발 연구기획, 과기부 전지기술 로드맵, 산자부 부품소재사업 액추얼 플랜 기획 등의 책임자도 역임, 국내 2차전지 산업의 이정표를 세웠다는 평가를 받고 있다.
도칠훈 박사(42) 역시 경북대를 졸업하고 KERI에 와서는 ‘고에너지 밀도 리튬 2차전지’를 개발하기 위한 ‘고비용량 음극신소재’ 기술개발을 진행하고 있다. 이와 함께 고출력 리튬 2차전지에 앞서 고출력 특성을 나타낼 수 있는 음극소재 기술개발에 나설 예정이다. 또 기본연구사업으로 HEV용 고출력 리튬 2차전지 기술 개발연구도 주력하고 있다.
일본 도호쿠대 출신인 김현수 박사(40)는 정보통신용 첨단 리튬전지 기술개발을 주도했으며 현재는 2차전지 양극활물질용 나노소재에 관심을 갖고 있다.
같은 도호쿠대 출신인 김익준 박사(40)는 대용량 수퍼커패시터와 혼성 마이크로 동력원 개발에 참여했으며 휴대폰과 같은 휴대통신기기용 초소형 하이브리드 수퍼커패시터도 개발했다. 진봉수 박사(39)는 리튬폴리머전지, HEV용 고출력 리튬 2차전지 기술개발에 주력하고 있다.
뒤를 잇는 젊은 인재로는 엄승욱 연구원(37)을 들 수 있다. 그는 환경친화형 아연·공기 2차전지 및 원천기술 개발을 비롯해 △2차전지 핵심소재 및 원천기술 개발사업 총괄기획 △차세대전지 성능, 안전성 평가센터 구축 △전기부품·소재 신뢰성향상 사업 △리튬이온 2차전지의 성능평가시험 및 신뢰성 평가 등 인프라 구축과 신뢰성 평가 분야에 두각을 나타내고 있다. 또 △2차전지 분야 KS규격 제정연구 △휴대폰용 리튬2차전지 표준화연구 △차세대전지 기술표준화 사업 등 표준화 분야에도 관심을 갖고 있다.
일리노이대 공대를 마친 이창우 박사(34)는 난연성 전해액과 환경친화형 아연·공기 2차전지 및 원천기술개발에 주력하고 있으며 나성환 연구원(33)은 △리튬 2차전지용 전이금속 산화물 양극활물질 개발 △리튬 2차전지 양극 극판 설계 △HEV 전지 극판 개발 △겔 폴리머 리튬 2차전지 전해액 최적화 연구에 힘을 쏟고 있다.
대학 가운데는 단연 경상대가 앞서가고 있다.
경상대는 지난해 정통부의 지원을 받아 ‘IT용 에너지저장 및 변환센터’를 설립했다. 경상대 차세대 전지연구의 축인 이 센터는 경남지역에서 최초로 선정된 IT 연구센터로 차세대 전지는 물론 경남지역 IT 거점으로 역할을 톡톡히 해내고 있다.
이 센터는 경상대 연구팀의 고체 폴리머 전해질형 리튬 2차전지 개발 경험을 바탕으로 하고 있다. 이 센터에서는 포스트PC가 도래함에 따라 가변형 박막전지의 쓰임새가 늘 것으로 보고 고용량 박형 전지 연구에 주력하고 있다. 이와 함께 PDA·스마트폰 등 팜톱은 물론 여기에서 한발 더 나아가 이른바 ‘입는 컴퓨터(Wearable Computer)’ 시대에 대비한 에너지 저장 및 변환시스템도 개발할 계획이다. 특히 리튬 폴리머 2차전지는 고출력 특성과 함께 가변형 설계가 가능하다는 점 때문에 경상대의 주력 연구 아이템이 되고 있다.
재료공학부 김기원 교수(48)는 서울대 출신으로 한국표준연구소와 일반 기업체를 거쳐 경상대로 자리를 옮겼다. ‘IT용 에너지저장 및 변환센터’의 책임자를 맡고 있는 김 교수는 산업체에서 근무하면서 86년 무보수밀폐형 산업용 연축전지 국산화에 기여했으며 정부출연연구소에서 축전지 전문연구를 수행하고 지난 90년부터 경상대에서 2차전지 분야 연구를 수행하고 있다. 20여년간 산·학·연을 두루 거치면서 2차전지 분야에서 다양하고 폭넓은 경험을 쌓아 온 셈이다. 최근 3년간 주요 연구과제로는 고체폴리머 전해질을 적용한 리튬·유황전지의 개발 및 성능개선에 관한 연구 및 이를 바탕으로하여 차세대 PC용 가변형 박막전지의 개발 및 실용화를 위한 연구를 들 수 있다.
응용화학공학부 안주현 교수(44)는 휴대폰 등 휴대기기의 경량화를 결정짓는 고성능 박형 전지의 궁극점이라 할 수 있는 리튬 폴리머 전지 개발에 힘을 쏟고 있다. 특히 고용량 리튬·설퍼 전지와 고성능 리튬 2차전지에 응용 가능한 고분자 전해질 및 이온성 액체에 대한 연구를 진행하고 있다. 이와 함께 최근에는 차세대 PC 및 지능형 로봇의 구동전원으로 사용될 전지의 고용량 및 장수명화 등의 특성과 안전성 및 신뢰성의 비약적인 향상을 이룬 고성능 전지 시스템의 개발에 박차를 가하고 있다.
재료공학부 안효준 교수(42)는 한국과학기술원(KAIST)에서 박사를 받고 한국전력공사를 거쳐 경상대로 왔다. 지난 8월부터 미국 버지니아대학에 파견근무 중인 안 교수는 △금속수소흡장(MH) △니켈·메탈 하이브리드 전지 △리튬 전지 분야에 주력하고 있다.
부산=허의원기자@전자신문, ewheo@etnews.co.kr