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[IT뉴스]KAIST, 대용량 배터리 소재 생산 시간 67%↓…“AI 데이터센터 시대 뒷받침”

온카뱅크관리자

2026-08-05 08:57:29

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 김희탁 교수 연구팀…석경화 박사과정 제1저자 특정 단계 ‘병목 현상’ 세계 최초 규명…마지막 공정 효율적으로 개선 생산시간 67% 단축, 불순물도 함께 제거 
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 <img alt="대용량 배터리 핵심 소재 생산시간을 67% 줄이는 공정 기술을 개발한 김희탁(왼쪽부터) KAIST 생명화학공학과 교수, 석경화 생명화학공학과 박사과정 (제 1저자), 강민성 생명화학공학과 박사과정 (제 2저자) [KAIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/05/ned/20260805085657062sqbt.jpg" data-org-width="1000" dmcf-mid="BOmVxaNdGo" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/05/ned/20260805085657062sqbt.jpg" width="658">
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 대용량 배터리 핵심 소재 생산시간을 67% 줄이는 공정 기술을 개발한 김희탁(왼쪽부터) KAIST 생명화학공학과 교수, 석경화 생명화학공학과 박사과정 (제 1저자), 강민성 생명화학공학과 박사과정 (제 2저자) [KAIST 제공]
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 [헤럴드경제=박세정 기자] KAIST 연구진이 대용량 배터리의 핵심 소재 생산 시간을 67% 줄이는 공정 기술을 개발했다. 
 대용량 배터리 상용화의 최대 걸림돌이었던 전해질 ‘병목 현상’을 극복한 결과다. 인공지능(AI) 데이터센서 시대를 뒷받침할 ‘거대한 배터리’의 상용화가 한층 가까워졌다는 평가다.
 5일 KAIST는 생명화학공학과 김희탁 교수 연구팀이 대용량 에너지저장장치(ESS)의 유력 후보인 바나듐 레독스 흐름전지(VRFB)의 핵심 전해질을 빠르게 생산하는 공정을 개발했다고 밝혔다.
 바나듐 레독스 흐름전지는 화재 위험이 거의 없고, 전해질을 담는 탱크만 크게 만들면 저장 용량도 쉽게 늘릴 수 있어 AI 데이터센터와 재생에너지용 초대형 배터리로 주목받고 있다.
 그러나 배터리의 ‘연료’ 역할을 하는 바나듐 전해질을 최적 상태(V3.5+)로 만드는 과정이 오래 걸리고 비용도 많이 들어 상용화의 가장 큰 걸림돌이었다.
 기존 공정은 우선 화학적 환원(환원제를 이용해 바나듐 이온이 전자를 얻도록 하는 화학 반응)으로 전해질을 만든다. 그 뒤 전기화학적 환원(전기를 흘려 바나듐 이온의 전자 상태를 원하는 수준으로 조절하는 공정)을 거쳐 최종 전해질을 생산했다. 
 연구팀은 화학 반응으로 전해질을 만드는 과정 중 특정 단계에서 반응 속도가 급격히 느려진다는 사실을 세계 최초로 밝혀냈다.
 연구팀은 이 병목 구간에서 기존의 전기화학적 환원 공정 대신, 백금-탄소(Pt/C) 촉매를 이용한 촉매 환원 공정을 적용하도록 생산 공정을 설계했다. 
 그 결과 핵심 소재인 V3.5+전해질의 생산 시간이 기존보다 67% 단축됐다. 공정 중 남아 배터리 성능을 떨어뜨릴 수 있는 잔류 옥살산(불순물)도 함께 제거됐다. 같은 촉매를 2500회 이상 반복 사용해도 성능 저하 없이 안정적으로 전해질을 생산할 수 있다는 점도 확인했다. 
 김희탁 교수는 “촉매가 전해액 환경에서 손상되지 않고 안정적으로 작동하는 조건을 과학적으로 규명해 산업 현장의 생산 병목을 해결했다”며 “대용량 에너지저장 기술의 상용화를 크게 앞당길 것으로 기대한다”고 말했다.
 이번 연구는 KAIST 생명화학공학과 석경화 박사과정이 제1저자로 연구를 주도했다. 연구 결과는 에너지 분야 세계적 권위의 국제학술지인‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈에 5월 7일 온라인 게재됐다. 34호(Issue 34)의 표지논문으로 선정됐으며 해당 호는 9월 초 온라인 공개될 예정이다. 이번 연구는 롯데케미칼의 지원을 받아 수행됐다. 
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