국내 연구진이 왕겨에 함유된 실리카의 실리콘화 효율 기술을 개발했다. 기존의 고온 공정이 필요 없어 생산 단가를 크게 낮출 수 있을 전망이다.
한국에너지기술연구원(원장 곽병성)은 조원철·서명원 박사팀이 왕겨에 함유된 `실리카`를 고온 공정 없이 실리콘으로 만드는 `마그네슘 밀링 공정`을 개발했다고 12일 밝혔다.
왕겨는 실리콘의 원료인 나노 구조 실리카를 20% 함유하고 있다. 실리콘 부피 팽창 제어에 효과가 높아 이차전지 음극재 등 생산에 널리 쓰인다.
기존에는 마그네슘 분말을 환원제로 이용해 열을 가하는 `마그네슘 열환원법`으로 실리콘을 생산했다. 섭씨 600~900도에 이르는 고온 공정이 필요하기 때문에 생산에 드는 에너지 비용이 막대했다. 5시간 이상 공정을 유지해야 했으며, 공정 설계도 어려웠다.
연구팀은 밀링 설비에 실리카, 마그네슘 분말을 넣어 회전시키는 `마그네슘 밀링 공정`을 적용했다. 마찰에 따른 화학 반응으로 상온에서도 실리콘 생산이 가능하다. 공정이 마무리되기까지 50분이면 충분하다. 추가로 압력을 가하면 대략 10분 이내에 화학 반응을 마칠 수 있다.
마그네슘 밀링 공정 환원 수율은 91.72%다. 캐나다 토론토대가 보유한 공정 수율 최고기록(83.2%)보다 높다.
조원철 박사는 “마그네슘 열환원법 난점을 해소할 수 있는 실리콘 생산 원천 기술을 개발했다”면서 “이차전지 음극재 시장의 판도를 바꿀 수 있는 기술 확보”라고 의의를 부여했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
