산림청 국립산림과학원이 국내산 목재 펄프를 활용해 차세대 이차전지의 핵심 소재인 고체상 전해질의 공극 제어 기술을 개발했다. 이번 연구는 이차전지의 안전성과 환경 지속 가능성을 동시에 충족시키는 기술로 주목받고 있다.

국립산림과학원은 2023년부터 리튬이온전지의 폭발 위험성과 환경적 한계를 극복하기 위한 차세대 전지 소재 연구를 본격 추진해 왔다. 현재 널리 사용되는 석유화학계 고분자 분리막은 충격에 취약해 화재 및 폭발 위험이 크다는 지적을 받아왔다.

이번에 개발된 기술은 국내산 목재 펄프에서 유도한 셀룰로오스 필름에 물방울 응축 현상을 활용한 기공 패턴을 부여해 공극 구조를 세밀하게 조절한 것이 특징이다. 이 셀룰로오스 유도체화 필름은 지방산 사슬의 조합에 따라 물성과 친수성, 용매 안정성, 기계적 강도 등을 다르게 조정할 수 있다.

특히 공극의 크기와 분포를 일정하게 유지하기 위해 보조 고분자를 함께 활용해 필름 구조를 안정화했고, 이 기술은 국내 학술지 '펄프·종이기술'에 논문으로 게재돼 학계의 관심을 모았다.

국립산림과학원 임산소재연구과 전상진 연구사는 “목재 펄프처럼 재생 가능한 자원을 기반으로 석유화학 원료를 대체하는 기술은 기후위기 시대에 더욱 중요한 의미를 가진다”며 “산업적으로 실용화될 수 있도록 후속 연구도 지속할 것”이라고 밝혔다.

[출처=산림청]