산림청(청장 이돈구)은 국립산림과학원 소속 임산가공 분야 전문가인 이선영 박사(45)가 세계 최초로 나무에서 추출한 다공성 셀룰로오스 나노섬유로 리튬이온전지 분리막을 만드는 데 성공했다고 7일 밝혔다.
이 박사팀은 셀룰로오스를 기계적 방법을 이용해 변화시킨 나노 크기의 셀룰로오스 섬유(직경 20-30 나노미터)에서 유기용매와 물의 배합비 및 두께를 조절해 다공성 셀룰로오스 나노종이 분리막을 개발했다.
셀룰로오스 나노종이 분리막은 리튬이온 전도도가 우수하고 전기화학적 안정성이 있어 고온에서 수축현상이 일어나지 않는 장점을 갖고 있다. 또 전해액의 이온투과 정도가 매우 활발해 극성에 관계없이 다양한 종류의 전해액(비극성 및 극성)을 사용할 수도 있다.
현재 대부분의 리튬이온전지 분리막은 석유계 올레핀 수지인 다공성 폴리에틸렌과 폴리프로필렌을 사용하고 있다.
이번 연구 성과에 따라 친환경 소재로 분리막을 만드는 원천기술이 상용화되면 우리나라는 1조 2000억 원 규모에 달하는 세계 리튬이온 2차전지 분리막 시장에서 엄청난 대체효과를 볼 수 있을 것으로 기대된다.
연구를 주도한 이선영 박사는 "나무 성분의 40~50%를 차지하는 셀룰로오스는 지구 상에서 가장 많이 분포하고 있는 바이오고분자로 나노셀룰로오스를 활용해 초대용량 전극소재, 리튬이온전지 등 다양한 용도로 이용하는 연구를 계속하겠다"고 말했다.
김대환 기자 top7367@cctoday.co.kr