▲ ▲한국전기연구원 전지연구센터 하윤철 선임연구원. ▲한국전기연구원 전지연구센터 하윤철 선임연구원

나노 소재부품에 다양하게 활용할 수 있는 나노구조체를 기존 대비 10배 이상 빠르게 제조할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국전기연구원(KERI, 원장 김호용)은 전지연구센터 하윤철 박사팀이 최근 나노구조체를 고속으로 제조할 수 있는 ‘고전계(高電界) 양극산화장치 기술’의 상용화 개발에 성공했다고 지난 26일 밝혔다.

금속의 내식성·내구성·접착성 등을 강화시키기 위해 금속 표면을 산화시켜 피막을 입히는 방식인 양극산화 기술은 주로 금속 표면처리 산업에서 적용돼왔다.

최근 10여년 동안에는 나노 선재, 나노튜브 등 저차원 나노구조 소재를 제작하기 위한 알루미나(alumina) 형틀 및 광(光)전기화학적 특성이 우수한 티타니아(TiO₂) 나노튜브의 합성 등 나노기술 분야에도 활용되고 있다. 그러나 이러한 나노구조체는 그 수십 볼트(V)의 양극산화 전압에서 그 성장속도가 시간당 수 마이크로미터(㎛)로 느려 상업적 적용이 어려웠다.

이에 하 박사 연구팀은 전압과 극판의 온도 및 전해액의 농도를 정교하게 제어해 100V 이상의 고전압에서 시간당 수십 마이크로미터의 나노구조체를 합성할 수 있는 자동화된 ‘고전계 양극산화장치’를 개발했다. 이 장치는 시편의 급속냉각, 전해액의 농도조절, 첨가제의 활용 등 새로운 방법을 도입해 수백 볼트의 전압에서도 안정적인 나노구조체를 제작할 수 있어 제조 속도를 10배 이상 높였다.

하윤철 박사는 “나노구조체의 간격을 수십 나노미터에서 수백 나노미터까지 조절할 수 있어 이차전지, 태양전지를 비롯한 에너지 분야, 나노선 배열구조가 필요한 전기전자 분야 및 신경세포 성장이나 생체적합 표면 형성이 필요한 나노바이오 소자 등 다양한 연구개발에 활용될 수 있다”고 말했다.

연구팀은 이번에 개발한 기술을 연구장비 전문 벤처기업인 (주)테라리더(대표 한석길)에 이전해 1년여의 제품화 과정을 거친 결과, 해당 기업이 이 기술을 통해 최근 ‘기술혁신형 중소기업(INNO-BIZ)’ 인증을 받는데 성공했다고 밝혔다.

테라리더는 올해 양산품 제작을 마치고 내년 1사분기부터 본격적인 제품 판매를 시작할 예정이며, 향후 5년간 약 75억원의 매출을 달성할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 회사는 나노멤브레인을 이용한 3차원 나노배터리, LED, 나노선 배열소자 등 신기술의 연구개발에 박차를 가한다는 계획이다.

한편 전기연구원은 기술이전과 1년여간의 상용화를 위한 추가 기술지원을 통해, 착수기술료 2,600만원을 비롯해 매출확대에 따른 추가 러닝로열티 수입을 기대할 수 있게 됐다.

▲ ▲출시된 ‘고전계 양극산화 장치’ . ▲출시된 ‘고전계 양극산화 장치’