(전기신문 18.08.30)
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| 그래핀-실리콘 복합 음극재 기술 개발을 이끈 이건웅 본부장(오른쪽)과 정승열 책임연구원. |
친환경 전기차 등에 사용되는 리튬이온전지의 주요 소재인 ‘실리콘(Si)’의 단점을 보완하고 가격도 저렴한 복합 음극재 제조기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
과학기술정보통신부 산하 전기전문 연구기관인 한국전기연구원(KERI, 원장 최규하)은 자체 정부출연금사업을 통해 ‘리튬이온전지용 실리콘-그래핀 복합 음극재 대량 제조기술’을 개발했다고 30일 밝혔다.
현재 리튬이온전지의 차세대 음극재로 대두되고 있는 소재는 실리콘이다. 실리콘은 흑연보다 약 10배 이상의 이론 에너지 밀도를 가지고 있지만, 전기 전도도가 매우 낮고 충전과 방전을 반복하면 4배 정도 부피가 팽창한다. 심지어 입자가 부서지거나 전극이 벗겨져 전지 성능을 급격히 감소시키는 문제도 있어 상용화에 걸림돌이 되고 있다. 이를 극복하기 위해 실리콘과 다양한 소재의 복합화에 관한 연구가 국내외에서 활발하게 진행되는 이유다.
KERI 연구팀은 이를 해결하기 위해 ‘그래핀’에 주목했다. 그래핀은 2차원 탄소나노소재로서 전도성이 우수하며, 전기 화학적으로 안정하여 실리콘을 전해질로부터 효과적으로 보호할 수 있다. 또한 그래핀 코팅층은 우수한 기계적 강도를 지닌 그물망 구조이기 때문에 실리콘의 부피팽창에 따른 성능 감소를 억제할 수 있다.
이번 기술의 최대 강점은 중소·중견 기업들도 쉽게 접근할 수 있을 정도의 뛰어난 가격경쟁력이다. 기존 고가의 나노 실리콘 대비 값싼 마이크론(μm) 크기의 상용 실리콘을 활용했으며, 여기에 오랜 연구 노하우가 집적된 KERI만의 고전도성 그래핀 분산기술을 적용해 코어-쉘(Core-Shell) 구조의 복합 음극재를 대량으로 제조할 수 있게 됐다. 연구팀은 실리콘-그래핀 복합 음극재를 기반으로 ‘파우치형 풀 셀(Full Cell)’을 제작하고 전기화학적 특성 검사까지 성공적으로 마치며 상용화를 위한 준비과정을 마쳤다.
개발된 실리콘-그래핀 복합 음극재 기술은 친환경 전기자동차, 에너지저장시스템, 방위산업, 우주·항공 등 다양한 분야에서 활용되는 고용량 리튬이온전지의 성능을 획기적으로 높일 수 있을 것으로 연구팀은 예상하고 있다. 특히 전기자동차에 적용할 경우 배터리의 성능을 높여 주행거리를 약 20% 이상 늘릴 수 있을 것으로 보고 있다.
과제책임자인 이건웅 본부장은은 “이번 결과는 뛰어난 안정성 및 전도성 등 다양한 항목에서 우수한 기술력을 보이면서도 높은 가격경쟁력이라는 장점이 결합한 성과로 다양한 전기·전자 소자로의 응용이 가능하다”고 말했다.
실무책임자인 정승열 책임은 “복합 음극재를 대량으로 제조할 수 있는 시스템으로, 이를 기반으로 현재 30조원에 달하는 전 세계 리튬이온전지 시장을 선도하는 데 앞장서겠다”고 밝혔다.
연구팀은 개발된 기술이 상용화될 경우 연간 톤(t) 단위 이상의 실리콘-그래핀 복합체 분말을 제조할 수 있을 것으로 보고 있다. 에너지 밀도로 환산하면 스마트폰용 배터리 약 2천만 대 분량 및 200MWh 용량의 전기자동차용 배터리를 생산할 수 있는 규모다. 현재 기술에 대한 원천특허 출원 및 자체적인 양산준비 가능성을 검증하고 기술이전 수요 업체를 탐색하는 등 사업화를 추진한다는 목표다.
전시현 기자
http://electimes.com/article.asp?aid=1535586087163906100
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[단위 참고] : 1TW=1,000GW, 1GW=1,000MW, 1MW=1,000KW
■당사 일양산업은 해외 신규로 베트남에 태양광발전사업 800MW와 풍력 등 1조 3000억원 규모 진입함(18.03.08 근거 하단 보도자료 참고 에너지경제신문)
http://www.ekn.kr/news/article.html?no=347968
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▶신규로 태양광발전소를 설치를 하시고자 하시는 분들은 아래의 글을 읽으시고 문의 바랍니다.
1. 전남 영암지역 1, 2, 3, 4차 100KW, 350KW(700KW포함)급 16년~17년 03월부로 25MW 매도 완료(논과 밭)하여 발전사업허가가 완료된 후, 개발행위허가가 완료가 되어 공사 진행 중에 있습니다(한전 접속 가능 지역임)
2. 당사(일양산업)는(은) 이미(14~16년도) 전남 해남지역에 21MW 이상 태양광발전소를 준공을 하였습니다. 06년부터 현재까지 전남 신안의 시행(한전 접속 전기 선로공사 포함) 59MW부분까지 하면, 총 약 80MW 이상의 공사를 해 왔습니다.
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▲위의 1번과 같이 신규로 전남 영암지역(논과 밭)에 총 18MW 용량 중에 제1차로 4.3MW 용량 ①[영암 100KW(43개소)], 17년 12월 초순부터 함.
※43개소 부지매도(분양) 완료됨(18,01,18부, 개발행위허가 진행 중).
▶ 추가로 부지분양 100KW 18개소와 260KW 1개소를 실행하니, 매수요청을 바랍니다(매도완료 18.02.26부).
▣ 전남지역 500KW, 1MW급 부지분양 준비 중임(18년 10월 초순경 시행 예정). 아래의 요청하는 내용을 적어서 연락바랍니다
②[전남지역 14MW, 500KW급(18개소) ]을 18년 01월 중순부터 부지매도를 하기로 되어 있었는데, 매도가 아닌 임대로 하여 [임차를 원하는 사업주에게 분양이 완료, 18,01,18부, 개발행위허가 완료 공사 준비 중 18년 08월]가 되었음. 부지 물색 후 다시금 매도(분양)를 할 예정입니다. 기다려 주시면 감사하겠습니다. 태양광 발전소의 발전사업허가, 개발행위허가, 민원처리, 시공(대출포함), 유지보수까지 일체를 합니다.
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※ 지자체 개방행위허가 규제 조례(도로/마을로부터 100~1000m이격 거리 두고 태양광발전소 설치) 행하는 지자체 16년 11월 35곳에서 17년 7월 현재 78곳으로 2배 이상 늘어났고, 다시금 18년 01월 현재는 92곳으로 “땅 찾기란 하늘에서 별 따기” 임.
▶1MW이하 태양광발전소 무한 접속을 한전 측에서 해주기로 하면서, 한전 계통연계(한전접속량)량이 없는 곳에 발전사업허가 및 개발행위허가까지 발부를 해도, 《한전접속량을 한전으로부터 연계가 될 때까지 공사를 할 수가 없는 전국 지역의 ″부지분양은 재고″를》해야 합니다(개인 소유 토지/임차 설치시에도 상황은 같음).
그 이유는 공사를 할 수가 있는 대기시간 소요가, 최대 5~6년의 많은 소요가 되며, 발전소 시공을 못하여, 발전하지 못한 만큼의 년간 손해액이 상당하게 됨.
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☞ http://cafe.daum.net/sun8279 한국태양광발전사업 동호회 카페에 가입을 하시면 위의 전남영암과 타 지역 부지매도와 태양광발전사업에 관한 다양한 정보를 보실 수 있음.
※명퇴, 은퇴, 희망퇴직, 일정 자본 보유 도시인과 귀농과 귀촌, 사업업종 전환자, 농업인 부지임대 혹은 설치 시에도 안정적인 수익사업으로 태양광발전사업을 권장합니다.
▶문의환영: 카페지기 서정진 전무, 010-3678-4344,
sjj9191@hanmail.net
※성함, 이메일, 자기자본보유액, 사시는 지역, 부지의 보유 여부 등을 문자나 이메일로 보내 주시길 바랍니다. 사업계획서(견적서, 수지분석 자료 포함)를 발송해 드립니다.
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※기존 태양광발전소 및 신규로 설치할 태양광발전소에 ESS (에너지저장장치, 가중치 5.0 19년말까지 )를 ①직접 설치하거나, ②임대하여 주실 분들[임차인이 직접 설치비용을 투입하고, 태양광발전소에서 발생되는 원래의 수익(발전시간,REC,SMP)을 보장하며 보전함)의 문의를 바랍니다 . (위의 카페 가입을 하시면 다양한 정보를 보실 수가 있음 ).
■태양광발저소 100KW 및 중대용량 200KW~수 MW 태양광발전소에 ESS 설치함 ,
성함 전화번호 이메일 , 자기자본액을 적어서 문자나 이메일로 요청하시면 (송부를 하시려면, 아래 전화번호와 이메일 확인요 ),사업제안서 및 견적서 수지분석자료 를 보내드립니다 .
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◆주택(3KW) 및 공장, 창고, 상가 빌딩 건축물 등에 태양광발전소를 설치를 하여 수익(매전)사업이나 자가전기사용으로 하실 경우에도 문의 바랍니다.