"지역 에너지·소재 산업분야 기술경쟁력 확보 위한 발판 될 것"
"지역 에너지·소재 산업분야 기술경쟁력 확보 위한 발판 될 것"
  • 고인수 포항가속기연구소장
  • 승인 2019년 08월 29일 18시 53분
  • 지면게재일 2019년 08월 30일 금요일
  • 4면
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고인수 포항가속기연구소 소장

산업분야의 혁명을 위해서는 혁신적인 기술개발이 선행돼야 할 것이다. 국내의 대기업들은 자체 연구인력과 연구장비들을 보유하고 있어서 자체 연구개발을 진행하지만, 제품의 성능과 특성을 평가하고 검증하는 시스템을 자체를 보유하지 않은 중소기업들은 대학과 연구소들에 연구개발을 의존하고 있다. 일본, 독일 등과 비교할 때, 국가산업생태계에서 많이 뒤처진 부분이 중소기업의 기술경쟁력이라고 할 수 있다.

포항가속기연구소는 이러한 중소기업의 기술 경쟁력 향상에 이바지하기 위해 2014년부터 산업기술융합센터라는 조직을 구성하고 기업의 연구인프라 향상을 위해 방사광융합분석에서부터 연구 협력, 설비지원을 하고 있다.

포항가속기연구소가 운영하는 방사광가속기는 물리, 화학, 생명 등의 기초과학연구를 비롯해 소재, 화학공학, 기계 등의 응용과학 분야에서 국내 최고 수준의 성과들을 생산하면서 매년 더 많은 연구자들이 전 세계에서 찾아오고 있다. 1995년 이용자 연구를 시작한 이래, 세계적으로 인정받는 연구시설이 됐으며, PAL-XFEL(직선형 4세대방사광가속기)의 경우는 세계 최고 성능을 보이고 있어서 연구신청자의 절반이 외국인들이다.

과학분야 성과 외에도 30년 가까이 방사광가속기를 운영하면서, 장비들의 유지보수를 위한 다양한 분야의 기술들을 개발해 국내 관련 산업을 견인하고 있다. 초고진공(대기압의 10-12 진공도) 분석 기술, 초고진공 설비용 용접기술, 초고진공을 위한 다양한 소재의 화학세척기술, 금속들의 이종 접합 기술, 3차원 정밀측정기술, 고정밀 자기장 측정 기술, 대출력 전원공급장치 제어 기술, 정밀기계부품의 구조해석 기술 그리고 정밀기계 부품 및 설비의 진동측정 기술 등의 다양한 기술들이 개발되어 국내 기업들에게 전달됐다.

지난 7월, 포항은 ‘차세대 배터리 리사이클링 규제자유특구’로 지정됐는데, 방사광가속기를 비롯해 배터리 리사이클링 관련 연구를 수행할 수 있는 연구시설들이 포항에 밀집해 있었기 때문이다. 모든 연구개발사업의 성패는 지원시스템이나 장비의 영향도 있지만, 참여인력에 의하여 결정된다고 해도 무리가 아니다.

포항가속기연구소는 각종 소재의 특성을 연구해 더 좋은 성능의 제품 개발에 기여할 수 있다.

휴대용 전자기기와 전기차에서 널리 사용되는 이차전지인 리튬이온배터리는 1991년 일본의 SONY사에서 최초로 개발해 성장해 왔으나 LiCoO2(리튬코발트산화물)를 기반으로 하며, 양극재의 저장용량, 수명 및 에너지 밀도 등 소재 자체의 특성 한계와 폭발, 음극제의 불안정성 등 안전성에 많은 문제가 보고됐다.

기존 리튬기반 배터리에 대해서는 해외에서도 국내에서도 이미 많은 실험을 거쳐 보완해왔지만, 고출력, 고속충전, 안전성, 가격경쟁력 등의 문제와 개발된 신소재에 대한 설비투자의 제약으로 인해 신규 공정이 확보되지 못하고 있어 혁신적인 변화는 없었다. 또한 세계 중·대형 이차전지는 향후 7년 안에 약 4배 성장세를 보일 전망임에도 불구하고, 양극재 공급부족 등 한계에 도달하고 있다.

전세계적으로 고성능 리튬기반 배터리 연구 생산을 위해 많은 투자를 진행하고 있고, 한국 역시 리튬기반 배터리의 성능향상을 위해 SDI, LG화학 및 SK 이노베이션 등 대기업과 에코프로, 포스코케미칼 등 국내 굴지의 전극소재 회사에서 고성능 소재 개발을 위해 많은 투자와 연구를 진행하고 있다. 국내 전지 생산기술은 세계 1위이지만, 소재 및 부품 등의 제조를 위한 원천기술은 일본이 주도하고 있고, 국내 연구현황은 취약한 상황이다.

포항방사광가속기에서는 이미 오래전부터 차세대 배터리 개발에 필요한 정밀구조분석을 수행하고 있다. 이는 전극소재로 활용 가능한 신소재들을 검증하고, 충·방전 과정에서 발생하는 현상을 실시간으로 관찰해 전지성능을 높일 방법을 연구하는 것이다. 차세대 배터리가 개발되면 더욱 안전하고 높은 용량을 가지며, 더 오래가는 배터리를 만들 수 있게 된다.

포항가속기연구소가 포항 및 경북지역뿐만 아니라 국내 에너지 산업 및 소재 산업분야에 혁신적인 발판을 될 것을 기대한다.



△ 고인수 가속기연구소장

□ 약력
△1987. 9 Ph.D 미국 University of California, Los Angeles 물리학과
△1977. 2 이학석사 서울대학교 대학원 물리학과
△1975. 2 공학사 서울대학교 공과대학 응용물리학과

□ 주요 경력
△2018. 1 - 현재 포항가속기연구소 10대 소장
△2011. 6 - 2016. 12 4세대 방사광가속기구축추진단장
△2004. 9 - 2007. 8 포항가속기연구소 6대 소장
△2003. 9 - 2004. 8 포항가속기연구소 부소장
△1988. 8 - 1989. 2 미국 Lawrence Berkeley Laboratory 방문과학자
△1988. 3 - 현재 포항공과대학교 물리학과 조교수/부교수/교수
△1987. 7 - 1988. 3 한국전자통신연구소 선임연구원


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