▲ 건국대 연구팀, 유기 양극 소재의 구조적 불안정성 해결하는 연구 성과 게재(연구 설명 그림) [출처=건국대학교]건국대(총장 원종필)에 따르면 김기출 교수 연구팀(화학공학과)이 식품첨가물로 널리 알려진 사카린 분자의 화학 구조를 활용해 차세대 리튬 및 나트륨 이온 배터리용 유기 양극 소재 개발에 성공했다.이번 연구는 에너지 저장 및 배터리 분야의 권위 있는 국제 학술지 ‘Small’(IF=12.1, JCR 상위 7%의 Q1 저널)에 2025년 7월 온라인 게재됐다.유기 양극 소재는 환경친화적이며 희소금속 자원 제약이 없어 차세대 에너지 저장 장치의 핵심 소재로 주목받고 있다. 하지만 낮은 레독스 활성도와 구조적 불안정성 등으로 상용화에는 한계가 있었다.연구팀은 사카린 유도체의 레독스 활성 코어 구조를 대칭화하고 방향족 백본을 연장하는 한편 다양한 기능기(functional group)를 도입해 통합 설계하는 방식으로 기존 유기 전극에서는 관찰되기 어려운 ‘V자형’ 레독스 활성 변화 패턴을 구현해냈다.이 현상은 방향족 골격에서 나타나는 국소 유도 효과(local inductive effect)가 전자 전달을 촉진해 레독스 반응을 조절한 결과로 분석됐다.기존 퀴논계 유기 전극 소재와 달리 충분히 확장된 고리형 구조가 전극의 사이클 안정성과 레독스 활성도를 동시에 높일 수 있음을 보여준다.특히 이번 연구는 사카린 고유의 방향족 구조와 다중 리튬 활성 부위(O, S, N)를 활용해 고성능과 구조적 지속가능성을 동시에 확보할 수 있는 새로운 유기 전극 설계 가능성을 제시한 사례로 주목돤다.차세대 에너지 저장 장치 개발에 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단과 산업통상자원부 에너지 인력 양성사업의 지원을 받아 수행됐다.※ 논문 바로가기: Patterned Backbone Elongation of Symmetrized Saccharin for Unexpected Enhancem

최근 우크라이나에 생포된 북한군 병사가 한국으로 귀순 의사를 표명했다는 소식이 전해졌다. 북한군은 2022년 2월 우크라이나를 침공한 이후 고전을 면치못하는 러시아를 돕기 위해 파병됐다.북한군은 6·25 전쟁 이후 실전에 대한 경험이 전혀 없어 인해전술을 고집하다 막대한 피해를 입었다. 하지만 이번 파병으로 전차에 대한 무용론, 근접 전투의 문제점, 드론(Drone) 전쟁의 대처방안 등을 학습한 것으로 분석된다.러시아 파병 초기 군사용 드론에 익숙하지 않은 북한 병사들이 우왕좌왕(右往左往)하는 상황이 생중계되며 20세기 전투방식을 고집한다는 비판을 받았다. 전기수익이착륙(eVTOL) 드론을 군사용으로 활용하려는 시도를 알아보자.▲ EVTOL requirements on battery specific power and energy[출처=Challenges and key requirements of batteries for electric vertical takeoff and landing aircraft(Xiao-Guang Yang, Teng Liu, Shanhai Ge, Eric Rountree, and Chao-Yang Wang)]◇ 민간에서 개발된 UAM/AAM을 전면 개조해야 군사용 활용 가능eVTOL은 도심항공교통(UAM)이나 미래항공교통(AAM)의 용도로 개발되고 있다. 대부분 조종사를 포함한 2인승 혹은 4~5인승으로 개발되고 있다.주동력원은 리튬이온배터리(Li-ion battery)이지만 일부 기업은 수소 하이브리드 추진동력을 개발하고 있다. 수소는 친환경 연료이지만 높은 생산 원가, 폭발 위험성 등의 이유로 상용화는 더딘 편이다.2022년 12월 기준 전 세게에서 개발되고 있거나 설계된 UAM/AAM은 700여 종이 넘는다. 도심과 비도심간 운항에 가장 적합한 Vectored Trust형이 절반이 넘는다.Vectored Trust형은 추력 방향을 변화시켜서 진행방향과 자세를 바꾸는 방식이다. 개발이 진행 중이지만 상

▲ LIG넥스원 드론[출처=홈페이지]2022년 2월24일 중국 제24회 베이징 동계올림픽이 끝나자마자 시작된 러시아의 우크라이나 침공 전쟁은 3년째 진행 중이다. 기존 전쟁과 큰 차이점은 드론의 활용이 두드러지고 있다는 것이다.테러 소탕이나 소규모 전쟁에서 반군을 상대하는 기존 전쟁과 달리 대규모 국가 간 전쟁에서도 드론은 정찰, 자폭, 통신 등 다양한 기능을 수행하여 전쟁의 핵심으로 부상하고 있다.드론은 보통 무인기(UAV) 전체를 통칭하는 용어로 널리 사용되고 있다. 멀티콥터는 프로펠러 숫자에 따른 분류 개념에 의한 용어다. 드론은 모터, 프로펠러, 배터리를 포함하는 동력 계통과, 비행제어유닛, 항법시스템, 통신시스템을 포함하는 제어 계통과, 주 동체, 랜딩 기어를 포함하는 동체 계통으로 구성된다. 특히 무선을 통한 조정을 위해 원격조정 트랜스미터와 리시버가 필요하다.드론은 드론 자체의 자세 제어와 비행 제어를 담당하는 자율 비행용 온보드 소프트웨어, 비행 미션 계획을 수립하고 실제 비행하는 것을 모니터링하고 기록하는 소프트웨어가 요구된다. 이를 통해 드론은 자율비행과 장애물 회피 비행을 실현할 수 있다.드론의 자세 제어는 3축 자이로, 3축 가속도, 3축 방향의 각센서를 포함하는 자세측정장치(AHRS)에 의해 이루어지며, 기압계, GPS 수신기 및 전방, 후방, 하방의 카메라 설치를 통해 접근 감지 및 충돌 방지가 수행된다.시상 장애물 뿐 아니라 공중에서 다른 비행체와 충돌 방지 기능을 향상시키기 위해 라이다(Lidar), 5G 네트워크, 대상물 인식용 인공지능 등에 대한 연구와 활용이 가속화되고 있다.미국연방공항청(FAA)에 따르면 쿼드콥터가 24시간 동안 70데시벨(dB)을 초과하는 소음을 만들어내서는 안된다고 규정할 정도로 드론은 소음 문제에 민감하다. 소음을 줄이기 위해 프로펠러 끝단에 둥근 막 형태인 슈라우드(Shroud)를 설치하는 방법이 제안되고 있다.슈라우드는 날개 끝단의 와류를

▲ 2024년 2분기 LG에너지솔루션 실적[출처=LG에너지솔루션 공식 홈페이지]글로벌 배터리 전문기업인 LG에너지솔루션(대표 김동명)은 2024년 7월25일 2024년 2분기 매출액은 6조1619억 원으로 전년 동기 8조7735억 원 대비 29.8% 감소했다고 밝혔다. 1분기 6조1287억 원 대비 0.5% 증가했다.2분기 영업이익은 1953억 원으로 전년 동기 4606억 원 대비 57.6% 축소됐다. 반면 1분기 1573억 원 대비 24.2% 증가했다.2분기 영업이익에 반영된 미국 인플레이션 감축법(IRA) 세액 공제 금액은 4478억 원에 달한다. 이를 제외한 2분기 영업이익은 2525억 원의 적자를 기록했다.LG에너지솔루션은 2분기 어려운 경영 환경 속에서도 자동차전지, 에너지저장시스템(ESS) 전지사업 부문에서 유의미한 수주 성과를 달성한 것으로 평가된다.국내 배터리 업체 중 최초로 전기차용 리튬 인산철(LFP) 배터리 대규모 수주를 성공했다. LFP 제품군은 중국 배터리 업체들이 글로벌 경쟁력을 확보하고 있음에도 프랑스 르노(Renault)와 39기가와트시(GWh) 규모의 LFP 배터리 공급 계약을 체결했다.ESS전지사업 부문도 2024년 5월 한화큐셀과 4.8GWh 규모의 북미 전력망용 ESS 배터리 공급 계약을 체결했다. ESS SI 전문 자회사 LG에너지솔루션 버테크의 시스템통합(SI)도 함께 제공한다.오스트레일리아 리튬 광산 업체 라이온타운과 고품질 리튬정광 175만 톤(t) 장기 공급계약 및 전환사채 투자계약을 맺었다.LG에너지솔루션 CFO(최고재무책임자) 이창실 부사장은 “올해 2분기 매출은 전기차 시장 수요 둔화 및 메탈가 약세에 따른 판가 하락 등의 영향에도 불구하고 주요 고객사의 신규 EV 출시 물량 적극 대응, ESS전지사업부 출하량 성장 등에 힘입어 전 분기 대비 소폭 증가했다”고 진단했다.LG에너지솔루션 CEO 김동명 사장은 “예상보다 어려운 사업환경이 지속되고 있지만 변

인도 표준국(Bureau of Indian Standards, BIS)은 리튬이온 배터리 팩과 전기차(EV) 시스템을 위한 IS 17855:2022 표준을 발표했다.이번에 발표한 전기차(EV) 배터리의 성능 기준 관련 표준은 기존 ISO 12405-4:2018과 조화를 이뤘다. 국내 이륜자동차 화재사고가 급증한 가운데 소비자부(Consumer Affairs Ministry)가 BIS에 전기차 배터리 관련 기준안 마련을 요청했다.또한 BIS는 L, M, N 범주에 따라 상용 EV와 승용 EV의 배터리에 대한 2가지 별도 기준의 표준으로 분리할 계획이다.L은 모페드(moped, 모터가 달린 자전거), 모터사이클, 모터 트라이클(motor tricycles, 삼륜 자동차), 쿼드리사이클(quadricycles) 등을 의미한다. 또한 M은 최소 4개의 바퀴를 가진 승용 자동차, N은 최소 4개의 바퀴를 가진 물품 운전 차량 등을 지칭한다.표준은 성능, 신뢰성, 고온, 저온에서의 작동 등 수많은 매개변수를 위해 EV 배터리를 테스트한 후 공식 발행할 예정이다.최근 타타자동차(Tata)의 넥슨 EV 차량이 불에 타는 영상이 소셜미디어를 타고 논란이 되면서 정부가 조사를 지시했다. 이전 이륜자동차 화재사고를 조사한 결과, 배터리 팩과 모듈 설계에서 결함이 발견됐다.EV차량의 배터리 결함으로 인한 화재 사고가 빈발하면서 2022년 5월 국내 전기차 판매량은 3만9477대로 전월 대비 20% 감소했다.전기차의 화재 사고로 인해 판매가 줄어든 것으로 분석된다. 하지만 인도의 2030년 EV 시장 전체 규모는 2060억달러로 성장할 것으로 전망되면서 규제의 필요성이 대두됐다.▲ 인도 표준국(Bureau of Indian Standards, BIS) 홈페이지

미국 글로벌 시장조사업체인 GIA(Global Industry Analysts Inc.)에 따르면 2026년까지 세계 리튬 이온 배터리(Lithium-ion Battery, LiB) 시장이 US$ 825억달러에 도달할 것으로 전망된다. 코로나-19 사태 속에서 2022년 세계 리튬 이온 배터리(LiB) 시장은 489억달러까지 성장할 것으로 예상된다. 2026년까지 연평균 성장률(CAGR)은 13.3% 이상이다.리튬 이온 배터리(LiB)는 스마트폰 및 스마트워치부터 전기자동차(EV) 및 에너지 저장 시스템까지 광범위한 제품 및 응용 분야에서 사용된다.1991년 상업적으로 출시된 이후 리튬 이온 배터리(LiB)는 성능과 기능이 크게 향상돼 다양한 제품에서 없어서는 안 될 필수품으로 자리매김했다.고에너지 밀도, 긴 수명, 경량화 및 친환경적 특징을 가진 건전지에 대한 소비자 수요가 리튬 이온 배터리(LiB) 사용 증가에 기여하고 있다. 리튬 이온 배터리(LiB)는 에너지 저장 애플리케이션과 함께 전기차(EV), 하이브리드 전기차(HEV), 플러그인하이브리드차(PHEV) 시장에서도 선호되는 옵션으로 떠올랐다. 나노기술 분야의 발전과 전극 설계 분야의 첨단 화학의 발전에 힘입어 미래의 에너지 저장장치로 자리매김하고 있다.리튬 이온 배터리(LiB) 시장은 자동화 필요성이 높아지고 다양한 산업에서 배터리 구동 소재 취급 장비의 사용이 확대됨에 따라 성장이 가속화되고 있다. 엄격한 배출가스 규제가 시행됨에 따라 점점 더 많은 소재 취급 장비 제조업체들이 전기에 관심을 두고 있다. 따라서 각종 장비에 사용되는 리튬 이온 배터리(LiB)에 대한 수요가 확대되고 있다. ▲GIA(Global Industry Analysts Inc.) 로고 

일본 가전제품제조기업인 파나소닉(パナソニック)에 따르면 와카야마(和歌山)공장에서 전기자동차(EV)용 신형 리튬이온전지인 4680의 양산을 검토 중이다.  2022년 중에도 수백억엔을 투자해 생산 라인을 성립해 본격적인 양산 준비를 시작하고 있다. 미국 전기자동차 제조기업인 테슬라에의 공급을 상정해 생산효율을 높이고 안정성 검증을 진행하고 있다. 4680 전지는 일반적인 건전지와 동일한 원통형으로 직경 4.6센티미터, 길이는 8.0센티미터이다. 테슬라용으로 현재 납품하고 있는 전지와 대비해 직경은 2배 이상, 용량은 약 5배로 대폭 늘린다. 자동차 1대당의 장착하는 전지 수를 줄이면 효율적으로 적재할 수 있기때문에 주행거리를 20% 정도 높일 수 있을 것으로 전망된다. ▲파나소닉(パナソニック) 로고 

영국 글로벌 화학기업인 존슨 매티(Johnson Matthey)에 따르면 자사의 리튬이온 배터리 시장 확대 계획을 포기한다고 밝혔다.존슨 매티는 자사의 맞춤형 리튬이온 배터리 기술을 디젤 자동차용 촉매변환기 매출의 3분의 2에 해당하는 완벽한 대체품이라고 홍보해왔다.하지만 존슨 매티는 폴란드에 있는 공장 1곳과 핀란드에 계획돼 있는 다른 1곳을 포기하고 사업체를 매각할 계획이다. 존슨 매티는 배터리 제조는 규모의 경제 게임이며 이미 경쟁업체들이 훨씬 앞서 있다고 주장했다.  특히 중국, 한국, 일본 등이 크게 앞서 있다고 판단한다. 유럽연합(EU)과 미국(US)도 빠른 속도로 새로운 '기가팩토리'에 투자하고 있기 때문이다.  국내에서 가장 오래된 상장회사 중 하나인 존슨 매티같은 기업의 행보는 국내 산업에 시사하는 바가 크다. ▲존슨 매티(Johnson Matthey) 홈페이지

일본 글로벌 자동차 제조기업인 토요타자동차(トヨタ自動車)에 따르면 파나소닉(パナソニック)과의 전지합작회사의 리튬이온전지 생산능력을 확대할 계획이다.    프라임 플래닛 에너지&솔루션(Prime Planet Energy & Solutions Inc)사의 국내와 중국의 생산거점에 새로운 생산라인을 추가하는 등 생산 체계를 강화하며 자동차용 전지 생산을 늘린다.자동차의 전동화가 가속되며 수요 확대가 전망되기 때문이다. 국내 히메지공장의 생산능력은 전기자동차 환산으로 연간 8만대로 높일 방침이다. ▲토요타자동차(トヨタ自動車) 라브4(출처 : 홈페이지) 

일본의 화학기업인 아사이카세이(旭化成)에 따르면 리튬 이온 배터리 분리막 생산 능력을 증가시킬 계획이다. 빠르게 성장하는 리튬 이온 배터리 시장의 수요를 충족하기 위한 목적이다.리튭 이온 배터리 시장의 급속한 성장은 전기 구동 차량에 대한 수요 증가때문이다. 이번 투자는 2023 회계 연도 상반기에 시작된다. 아사이카세이는 리튬 이온 배터리(LIB) 분리막 생산을 연간 약 3억5000만 m2로 확장하기 위해 약 ¥300억 엔을 투자할 예정이다.아사이카세이는 습식 공정 용량은 연간 13억5천만 m2, 총 용량은 19억m2로 각각 증가시킨다. 건식 공정 용량은 연간 5억5천만m2에 도달할 것으로 예측된다.이번 투자를 통해 아사이카세이는 친환경 리튬 이온 배터리 분리막 사업에서 더욱 성장할 수 있을 것으로 전망된다.▲ 아사이카세이(旭化成)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)