인촌상 _자연과학_대용량 배터리 개발

인촌상 영광의 얼굴들, 그 큰 발자취를 기립니다

기사입력 2013-09-03 03:00:00 기사수정 2013-09-03 08:22:44

 

재단법인 인촌기념회와 동아일보사는 3일 인촌상 수상자를 발표했다. 27회째를 맞은 올해 인촌상은 교육, 산업기술, 인문사회문학, 자연과학 등 4개 부문에서 탁월한 업적을 이룬 인사와 학교가 수상자로 선정됐다. 심사는 부문별로 권위 있는 대학교수 등 외부 전문가

 

 

 

자연과학- 조재필씨 (UNIST 교수)▼


2차전지 국산화 싹 틔워… “대용량 배터리 개발에 더 매진”

“아직 젊고 학문적 성과도 부족한 저를 수상자로 선정해 주셔서 정말 고맙습니다. 앞으로 한 번 충전으로 전기자동차가 700∼800km를 갈 수 있는 대용량 배터리 관련 원천기술과 소재 개발에 더욱 매진하겠습니다.”

조재필 울산과학기술대(UNIST) 친환경에너지공학부 교수(46)는 2차 전지 산업 분야 핵심 기술을 개발한 공적을 인정받아 제27회 인촌상 자연과학부문 수상자로 선정됐다. 조 교수는 다양한 전지 기술을 개발해 그동안 수입에 의존했던 2차 전지 분야에서 국산화의 싹을 트게 했다는 평가를 받고 있다.

2차 전지는 충전으로 반영구적으로 사용할 수 있는 전자부품이다. 충전과 방전을 반복하며 스마트폰이나 노트북 컴퓨터, 전기자동차 등에 전원을 공급한다. 외부에서 전류가 들어오면 양극과 음극 사이에서 산화·환원 반응이 일어나 전기가 만들어진다.

조 교수는 탄소나노튜브 촉매를 개발해 2차 전지의 효율을 높였다. 탄소구조물에 우리 몸속에서 분비되는 물질 중 하나인 ‘시토크롬 C 산화효소’를 붙여 전지 내부 효율을 높인 것이다. 시토크롬 C 산화효소의 구성 성분인 ‘철 포르피린’은 전지 내 산소의 환원반응을 촉진한다.

또 탄소나노튜브 촉매를 이용한 아연-공기 전지의 원천기술을 개발해 전기자동차의 1회 충전 시 주행거리를 500km까지 늘렸다. 기존 리튬이온 전지를 단 전기자동차는 1회 충전으로 180km밖에 못 달린다. 값비싼 백금촉매를 신소재로 대체해 경제성도 높였다. 조 교수가 개발한 기술 덕분에 전기차 가격이 대당 1000만 원가량 떨어질 것으로 자동차 업계는 보고 있다.

조 교수는 용량이 크지만 고온에서 붕괴되기 쉬운 니켈의 구조를 유지하는 기술과 휘어지는 2차 전지 전극 소재를 개발하기도 했다.

이들 기술은 2차 전지 수입을 대체하는 데 결정적인 역할을 했다. 이로 인해 얻는 경제적 이익은 연간 1200억 원에 이르는 것으로 추산된다. 특히 내년까지 소재를 전량 국산화하면 경제적 효과가 4조5000억 원에 이를 것이라는 분석도 있다.

조 교수의 활발한 연구는 특허 취득으로 이어졌다. 미국에 등록된 특허만 12건이다. 1998년 이후 게재된 논문의 인용 횟수는 6280건에 이른다.

조 교수는 아연-공기 전지 등 자신이 획득한 특허에 대해 “에너지 효율성과 밀도, 용량 측면에서 기존 기술에 비해 획기적인 개선이 있었다는 평가를 받은 것”이라고 말했다.