삼성 '전고체 전지' 최대 800㎞ 주행
LG '그래핀' 열전도·전자이동 빨라
KIST '탄소나노튜브' 고강도 주목
ETRI, ICT 소부장 기술자립화 목표

최기영(오른쪽 세번째) 과학기술정보통신부 장관이 1일 오전 경기도 고양시 일산서구 킨텍스 제1전시장에서 열린 '나노코리아 2020'에서 주요참석자들과 '스트레처블 나노 히팅 모듈이 적용된 아웃도어 의류 개발' 설명을 듣고 있다.

연합뉴스

10억분의 1미터 정도의 아주 작은 크기를 뜻하는 '나노' 단위에서 소재·부품·시스템을 만드는 나노 기술을 집대성한 국내 최대 행사 '나노코리아 2020'이 경기도 일산 킨텍스에서 열렸다. 올해 나노코리아 2020에서는 '꿈의 배터리'라고 불리는 전고체 전지부터 세상에서 가장 얇고 단단한 물질 그래핀 양산기술, 다양한 산업에 활용할 수 있는 '슈퍼섬유' 탄소나노튜브 등 나노 기술이 적용된 신기술이 대거 출품됐다.

◇한 번 충전에 800km가는 전고체 전지 '주목'= 이날 단연 가장 많은 관람객들의 이목을 끈 전시품은 삼성전자의 '전고체 전지'였다. 기존 리튬 이온 배터리의 경우 양극과 음극 사이에 액체 형태의 전해질이 있는데, 이를 고체로 대체한 것이 전고체 전지다.

지난달 13일 정의선 현대차그룹 수석부회장이 삼성SDI 천안 공장에 방문해 이재용 삼성전자 부회장을 만나 전고체 전지 개발 현황에 대해 들었다는 사실이 알려지며 전고체 전지에 대한 관심이 높아지고 있는 상황이다.

전고체 전지는 전해질을 고체로 바꿔 폭발 위험을 줄였고, 배터리 크기도 줄일 수 있다. 작은 크기에 용량이 높으면서도 안전해 '꿈의 배터리'라고 불리기도 한다. 삼성 측에 따르면 전고체 전지가 탑재될 경우 1회 충전시 800km를 주행할 수 있을 전망이다.

또한 삼성은 반도체와 반도체 사이의 전기간섭을 줄이는 기술과 공장이 없는 반도체 회사에 설계부터 제조·검증·배송을 원스톱으로 제공하는 파운드리 사업도 소개했다.

이밖에도 양산 준비 중인 D램 DDR5, 이미지센서 '아이소셀' 등도 나노가 적용된 기술로 전시됐다.

◇세상에서 가장 얇은 물질 그래핀, 활용도도 '만점'= LG전자는 그래핀 양산기술을 전시해 이목을 집중시켰다. 그래핀은 세상에서 가장 얇은 물질이다. 그래핀 몇 억개를 묶어야 겨우 머리카락 굵기가 된다고 알려져있다. 이와 동시에 단단하고 깨지지 않는다. 여기에 열전도성이 높고 전자 이동도 빨라 응용 분야가 무궁무진하다.

그래핀과 더불어 '꿈의 나노 소재'로 꼽히는 탄소나노튜브(CNT)도 전시됐다. CNT 역시 열전도성과 전자 이동이 빠른 특성을 가지고 있다.

LG전자 측은 "그래핀은 대면적 CVD 진공 증착법 및 롤투롤 방식을 적용하여 세계 최고 품질, 저가 대량 생산기술을 확보해 현재 학교와 연구기관을 위한 R&D용 제품 및 B2B 판매를 진행하고 있다"며 "CNT는 현재 양산 중인 소재로 우수한 전기전도성과 분산성을 이용해 미래 기술의 필수 제품인 2차전지 및 전도성 플라스틱의 도전재, 필러 및 코팅액 등에 활용하는 중"이라고 설명했다.

LG전자는 부품·제품 생산을 위한 나노 공정 기술 '인라인 SEM' 기술과 반도체·2차전지·디스플레이 산업에 활용되는 레이저 솔더링 기술 등도 전시했다.

◇'슈퍼섬유' 탄소나노튜브…"미래 핵심 소재로 활용될 것"= 한국과학기술연구원(KIST) 역시 탄소나노튜브를 부스를 통해 선보였다. KIST는 부스에 탄소나노튜브 한가닥을 도선으로 활용해 직접 LED를 점등할 수 있는 시연공간을 마련해 탄소나노튜브의 성능을 눈으로 확인할 수 있도록 했다.

KIST 측은 연구를 거듭한 결과 비강도 4N/tex 이상, 전기전도도 2MS/m 이상, 매듭강도 50% 이상의 세계 최고 수준의 물성을 보유한 탄소나노튜브 개발에 성공했다고 밝혔다. 개발된 탄소나노튜브는 높은 전도성을 보일 뿐 아니라 유연하면서도 쉽게 끊어지지 않는다. 단 0.0002g의 단일 탄소나노튜브 섬유를 이용해 400g의 추를 들어올릴 수 있을 정도다.

KIST는 "차세대 슈퍼섬유는 4차산업혁명의 주요 산업 및 우주 엘리베이터를 비롯한 우주, 항공, 자동차 등 미래 핵심 소재로 활용이 가능하다"고 설명했다.

탄소나노튜브와 더불어 그림 및 인쇄물에 대한 진본 여부를 감별하고 위·변조를 막을 수 있는 식별용 잉크 소재, 자가구동 태양광 수소 발생 장치, 황화물계 슈퍼 이온전도성 고채전해질 소재 등도 전시됐다.

◇ICT 소부장 기술자립화 이룬다= 한편 한국전자통신연구(ETRI)는 정보통신기술(ICT) 소재·부품·장비(소부장) 기술자립화 전략을 소개했다.

ETRI는 기술자립을 위해 수요기업과 협력 연구를 추진한다. 특히 오감·생체신호 디스플레이, 광통신부품·반도체 분야의 차세대 원천기술 개발에 나선다. 이를 위해 'N-팀'이라는 국가연구협의체를 구성하고 디스플레이 및 광통신 소부장 기업이 자문받을 수 있는 프로세스를 마련했다.

ETRI 인프라를 기반으로 한 소재·소자·부품·공정의 순환발전형 오픈 플랫폼을 구축하기도 했다. 이를 토대로 디스플레이·전기전자 분야를 중심으로 기술자립화를 이루고, 차세대 ICT 소재·부품의 핵심 원천기술을 선점한다는 계획이다. 또한 디스플레이, 광통신부품 분야 중소·강소기업의 기술 상용화도 지원한다.

출처 | 디지털타임스 2020.07.01 ▶원문보기