[창원=쿠키뉴스] 강종효 기자 = 한화에어로스페이스가 6개 정부출연 연구소와 우주 현지자원활용(ISRU) 참여를 활성화하기 위해 손을 맞잡았다.

한화에어로스페이스는 8일 대전 한국지질자원연구원 백악기룸에서 정부 출연(연)과 민간-출연(연) 우주 현지자원활용(ISRU)을 위한 다자간 업무협약을 체결했다.

국내 우주기업 중 정부 출연(연)과 ISRU 관련 협약을 맺은 것은 한화에어로스페이스가 최초다.

우주 현지자원활용(ISRU)이란 달이나 화성 같은 우주행성에서 현지의 자원을 활용해 필요한 물자를 생산하는 시설이나 시스템을 일컫는 말로 주로 물, 산소, 태양전지, 건축자재, 발사체 연료 등을 생산하는 것을 의미한다. 

또 아르테미스플랜은 2024년까지 우주인을 달에 보내고 2030년까지 달에 지속 가능한 유인 기지를 건설하려는 목표로 현재 12개 국가가 약정했다. 

이날 체결된 업무 협약서에는 ▲현지자원활용에 관련 아르테미스 등과 같은 탐사 프로그램 참여 협력 ▲유용자원 추출 시연 탑재체 개발에 각 기관별 전문영역 협력 ▲달 및 화성 현지자원활용 초기/장기 플랜트 구축 협력 등을 담고 있다. 

한화에어로스페이스는 이번 협약이 우주 산업 네트워크 플랫폼 강화와 국내 우주산업 생태계 구축 및 활성화에 기여할 것으로 기대하고 있다.

한화에어로스페이스 신현우 대표는 "이번 정부 출연(연)간의 업무협약을 통해 우주 현지자원활용 기술을 개발하기 위한 첫 걸음을 내딛었다"며 "글로벌 선도업체들과는 격차가 있지만 향후 한화의 공격적인 투자와 정부 출연(연)이 보유한 우주 관련 자원과 기술 지원이 뒷받침 한다면 충분히 개선될 것으로 기대하고 있다"고 말했다.




◆전기연구원 김병곤 박사, 리튬금속전지용 고효율 리튬 저장 기술 개발

한국전기연구원(이하 KERI) 차세대전지연구센터 김병곤 박사(선임연구원)가 리튬금속전지용 고효율 리튬 저장 기술을 개발하고 관련 논문이 저명 국제학술지에 게재됐다.

우리에게 익숙한 기존 리튬이온전지는 흑연으로 이뤄진 음극에 리튬 이온을 탈·삽입해 에너지를 내는 구조로 스마트폰과 노트북 등 전자기기의 전력원으로 널리 사용되지만 흑연 자체의 무게와 부피로 인해 높은 저장 에너지를 확보하는 데에 큰 한계를 가지고 있었다. 

이를 대체하는 ‘리튬금속전지’는 리튬금속 자체를 음극으로 사용하는 전지로 리튬금속 음극은 기존 흑연(372mAh/g) 음극과 비교해 이론상 저장용량이 10배 이상(3,860mAh/g) 높아 전기차 등 대용량 전지가 필요한 분야에서 큰 관심을 받고 있다.

하지만 리튬금속 역시 충·방전을 거듭할수록 나뭇가지 모양의 수지상 결정(dendrite)이 형성되어 부피가 커지고, 전지의 수명 저하와 화재·폭발 등의 위험성으로 이어진다는 치명적인 문제를 가지고 있다. 
이에 많은 연구자들이 리튬을 특수한 구조체에 저장하는 방식으로 수지상 결정을 막으려는 노력을 기울였지만 효율성이 떨어졌고, 대량생산 관점에서도 어려움을 겪고 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 KERI 김병곤 박사는 리튬 친화성 물질인 ‘금’ 나노 입자가 내부에 소량(무게 비 1%) 포함된 ‘코어-쉘(Core-Shell)’ 구조의 ‘탄소 나노 파이버’를 제작했고, 코어 내부에 리튬을 선택적으로 저장함으로써 리튬 전·탈착(electro-deposition·dissolution) 효율을 향상시키는 방식을 활용했다. 

금 나노 입자는 리튬 친화성 특성으로 인해 구조체 내부에서 리튬이 전·탈착되도록 도와주고, 구조체 외부에 수지상 결정이 성장하는 것도 억제해줬다. 

특히 어려운 합성 과정을 통한 소량 생산으로 이어지는 결과가 아니라 ‘전계방사법(electrospinning)’이라는 합성법을 통해 대량 생산이 가능하다는 측면에서 실용성이 더욱 크다.

이번 연구결과는 높은 기술 수준을 인정받아 저널인용지표(JCR) 상위 2.8% 국제학술지인 ‘케미컬엔지니어링저널(Chemical Engineering Journal)’에 논문이 게재됐다. 

김병곤 박사는 "차세대 이차전지로 손꼽히는 리튬금속전지 상용화의 관건인 ‘고효율 리튬 저장체’를 대량으로 생산할 수 있는 기법을 개발했다는 측면에서 의의가 대단히 크다"며 "꾸준한 연구를 통해 현재의 개발품보다 더 향상된 성능을 보이는 리튬 저장체를 개발하겠다"고 말했다.

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