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부산대 김채빈 교수팀, 촉매 없는 재활용 전해질 개발 성공

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Tuesday, September 16, 2025, 10:09:01

차세대 리튬금속전지 지속가능성 제시
국제 학술지 표지 논문으로 선정

 

인더뉴스 제해영 기자ㅣ부산대학교는 응용화학공학부 김채빈 교수 연구팀이 인하대학교 최우혁 교수 연구팀과 함께 촉매 없이도 재활용 가능한 고체 고분자 전해질을 개발했다고 16일 밝혔습니다.

 

연구팀은 기존 전해질이 사용 후 폐기되는 한계를 극복하고, 전해질을 다시 되살려 배터리에 활용할 수 있는 ‘재활용 전해질’ 기술을 선보였습니다. 이번 성과는 에너지·환경 분야의 핵심 과제인 차세대 리튬금속전지의 안정성과 지속가능성을 동시에 해결할 수 있는 대안으로 평가됩니다.

 

전해질은 전기차와 휴대전화 등에 쓰이는 배터리의 핵심 소재로, 전극 사이에서 이온을 전달해 전류를 흐르게 하는 역할을 합니다. 그러나 기존 열경화성 고분자는 일단 가교되면 재가공이 불가능해 환경 부담과 비용 문제가 컸습니다.

 

연구팀은 이를 극복하기 위해 동적 공유결합(CAN·covalent adaptable network) 기술을 적용했습니다. 이 결합은 필요시 가역적으로 끊어지고 다시 형성될 수 있어, 사용 후에도 재활용이 가능하고 리튬염 회수까지 가능하다는 점에서 혁신적입니다.

 

특히 연구진은 β-아미노에스터 기반의 가역적 결합을 고체 고분자 전해질에 도입했습니다. 전지 구동 중에는 안정성을 유지하다가 가열 시 결합 교환 반응이 일어나 네트워크가 재배열됩니다. 사용 후에는 가열 및 용매 처리를 통해 전해질 고분자와 리튬염을 분리·회수할 수 있습니다.

 

이러한 기술을 적용한 고체 고분자 전해질은 장시간 구동 안정성과 전극 계면 접착력을 확보했습니다. 또한 사용 후에도 전해질과 리튬염을 분리해 다시 재활용할 수 있음을 실증하며 완전 재활용 전지 시스템의 가능성을 제시했습니다.

 

김채빈 교수는 “이번 연구는 차세대 리튬금속전지의 안정성과 지속가능성을 동시에 확보할 수 있는 새로운 가능성을 보여줬다”며 “특히 사용 후에도 재활용이 가능한 전해질 기술은 미래 운송과 에너지 산업의 친환경 전환을 앞당길 것”이라고 말했습니다.

 

이번 연구는 한국연구재단과 과학기술정보통신부의 지원을 받았으며, 연구 결과는 국제 학술지 ‘Journal of Materials Chemistry A’ 8월 20일자 온라인판에 표지 논문으로 게재됐습니다. 공동 교신저자로 부산대 김채빈 교수와 인하대 최우혁 교수가, 공동 제1저자로 부산대 양미옥 석사과정생과 인하대 전용하 석사과정생이 참여했습니다.

 

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제해영 기자 tony@inthenews.co.kr

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CJ제일제당, 스웨덴 ‘바이오 머티리얼즈’와 파트너십 체결

CJ제일제당, 스웨덴 ‘바이오 머티리얼즈’와 파트너십 체결

2025.10.31 09:17:14

인더뉴스 문정태 기자ㅣCJ제일제당이 생분해성 바이오소재 ‘PHA(Polyhydroxyalkanoates)’의 글로벌 상용화를 본격 확대합니다. CJ제일제당은 스웨덴 바이오소재 컴파운딩 기업 ‘BIQ머티리얼즈’와 PHA 적용 인조잔디 충전재 사업 협력을 위한 파트너십을 체결했다고 31일 밝혔습니다. BIQ머티리얼즈는 유럽 최초로 PHA 기반 충전재를 개발해 특허를 보유한 기업입니다. 이번 협약에 따라 CJ제일제당은 인조잔디 충전재에 적합한 PHA 소재를 공급하고, BIQ머티리얼즈는 제품 생산을 담당합니다. 양사는 유럽 시장에서 PHA 상용화를 적극 추진할 계획입니다. PHA는 미생물이 식물 유래 성분을 섭취해 세포 내에 축적하는 고분자 물질로 토양·해양·퇴비 환경에서 모두 분해되는 것이 특징입니다. CJ제일제당은 지난 2022년 PHA 상업 생산을 시작해 브랜드 ‘PHACT’를 론칭했습니다. 유럽연합(EU)은 인조잔디 충전재를 미세플라스틱 발생 주요 품목으로 지정하고, 오는 2031년부터 석유계 충전재 사용을 금지할 예정입니다. 회사는 이에 따른 친환경 충전재 수요 증가에 대응해 현지 시장 공략에 나선다는 계획입니다. 지난 30일 독일 프랑크푸르트에서 열린 협약식에는 정혁성 CJ제일제당 BMS본부장과 프레드릭 베리에고르 BIQ머티리얼즈 회장 등이 참석했습니다. 이날 정혁성 본부장은 “유럽에서 PHA 적용 분야를 넓히는 계기가 될 것”이라며 “지속가능 소재 솔루션을 지속 발굴하겠다”고 말했습니다. 한편, CJ제일제당의 미국 자회사 CJ바이오머티리얼즈는 ‘2025 바이오플라스틱 어워드 혁신상’을 수상했습니다. 비결정형 PHA(aPHA) 기술이 지속가능성과 확장성을 인정받았습니다. CJ제일제당은 ▲코스맥스(화장품 용기) ▲이토추플라스틱스(일본 유통 협력) 등과도 협업하며 PHA 응용 시장을 확대하고 있습니다.




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