[SEP 2026] 한국재료연구원(KIMS)
검은색 벽면에 '한국재료연구원(KIMS)'이라는 커다란 글자가 눈에 들어왔다. 그 아래에는 배터리 제조공정부터 냉매 없는 냉각, 수소 생산에 이르기까지 탄소중립을 뒷받침할 첨단 소재 기술이 나란히 소개돼 있었다.
28일 서울 삼성동 코엑스 B홀에서 열린 '스마트 에너지 플러스(SMART ENERGY PLUS·SEP) 2026'에서 한국재료연구원은 에너지 효율을 높이고 환경 부담을 줄이기 위한 차세대 소재 기술을 선보였다.
가장 눈길을 끈 것은 차세대 배터리 제조공정에 활용할 건식 전극 기술이었다. 기존 배터리 전극은 활물질과 바인더 등을 용매에 섞어 금속박에 바른 뒤 건조하는 방식으로 제조한다. 반면 건식 전극은 용매 사용을 줄이거나 없애 건조공정에 필요한 에너지 소비와 환경 부담을 낮출 수 있다.
한국재료연구원은 건식 믹싱 공정의 원천기술을 확보하고 전극 제조에 필요한 소재와 공정을 함께 개발하고 있다. 전시 패널에는 분말 혼합부터 반죽, 시트 제작, 절단으로 이어지는 건식 전극 제조 과정이 사진과 함께 소개됐다.
고에너지밀도 배터리 구현을 위한 기능성 바인더와 복합소재 기술도 전시됐다. 바인더는 배터리 내부에서 활물질을 결합하고 전극의 구조를 유지하는 소재다. 연구원은 고성능 양극용 신규 바인더와 활물질의 용량·성능을 개선하는 복합소재를 개발하고 있다. 전기차와 에너지저장장치(ESS), 도심항공교통(UAM) 등에 활용할 수 있는 기술이다.
냉매 대신 고체 소재를 활용하는 냉각 기술도 소개됐다. '고체냉각소재 및 시스템화 기술'은 자기장을 가하면 온도가 변하는 자성 소재의 특성을 이용한다. 기존 냉각장치에서 사용하는 기체 냉매 대신 고체 소재의 온도 변화를 활용해 열을 이동시키는 방식이다.
연구원은 희토류 원소인 가돌리늄(Gd)을 대체할 망간(Mn)·란타넘(La) 기반 고체냉각소재를 개발하고 있다. 전시 패널에는 소재의 자기열량효과를 측정한 그래프와 냉각 시스템 설계 구조가 제시됐다. 소재 개발뿐 아니라 실제 냉각장치에 적용하기 위한 성능 검증과 모듈화 기술도 연구하고 있다.
수소 생산 비용을 낮추기 위한 소재 기술도 눈길을 끌었다. 연구원은 물을 전기분해해 수소를 생산하는 음이온교환막 수전해(AEM) 기술에 적용할 비귀금속 촉매와 막전극접합체(MEA) 제조공정을 소개했다.
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연구원은 고가의 귀금속 사용을 줄이면서도 높은 성능과 내구성을 확보할 수 있는 촉매를 개발하고 있다. 촉매 대량생산과 대면적 전극 제조는 물론 수전해 스택 제작과 운전 평가까지 연구 범위를 넓히고 있다. 전시 패널에는 다양한 촉매와 전극 시제품, 수전해 장치의 구조 등이 담겼다.
다만 세 기술 모두 상용화까지는 추가 검증이 필요하다. 연구원이 제시한 기술성숙도(TRL)는 배터리와 고체냉각 기술이 9단계 중 4단계, 수전해 기술은 전시 자료에 7단계 중 4단계로 표기됐다. 소재의 성능을 높이는 연구를 넘어 대량생산 가능성과 장기 내구성, 기존 기술 대비 경제성을 입증하는 것이 앞으로의 과제다.
