전기연구원, 그래핀 활용한 ‘전도성 금속잉크’ 대체기술 개발
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전기연구원, 그래핀 활용한 ‘전도성 금속잉크’ 대체기술 개발
  • 전승진 기자
  • 승인 2019.12.04 17:27
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지난 10월 30일 한국전기연구원에서 정희진 박사, 최규하 전기연구원장, 노윤구 대성금속㈜ 대표이사, 이건웅(왼쪽부터) 박사가 협약식을 가진 뒤 기념촬영을 하고 있다. ©AI타임스
지난 10월 30일 한국전기연구원에서 정희진 박사, 최규하 전기연구원장, 노윤구 대성금속㈜ 대표이사, 이건웅(왼쪽부터) 박사가 협약식을 가진 뒤 기념촬영을 하고 있다. ©AI타임스

(AI타임스=전승진 기자) 국내 연구진이 ‘전도성 금속잉크’의 대체 기술을 개발하고 상용화를 앞두고 있다. 이 기술은 우리나라 소재·부품 산업 전방위에 활용되는 필수 소재이지만, 그동안 대일 수입의존도가 높아 많은 관심을 받고 있다.

한국전기연구원(KERI, 원장 최규하)은 나노융합연구센터 이건웅·정희진 박사팀이 개발한 ‘금속/그래핀 입자 및 복합잉크 제조기술’을 최근 국내 업체에 기술이전 했다고 3일 밝혔다.

현재 시판되고 있는 전도성 금속잉크의 주요 소재는 귀금속 계열의 은(Ag, Silver)이다. 은은 전기 전도도가 높고 산화가 잘 되지 않는 장점이 있지만, 가격이 매우 높다는 단점이 있다. 이에 KERI 연구팀은 화학적 안정성이 뛰어나고 전기 및 열 전도성이 우수해 금속 소재의 산화 방지막으로 활용이 가능한 ‘그래핀’에 주목했다.

KERI 개발 기술은 꿈의 나노 신소재라고 불리는 ‘그래핀’을 구리에 합성해 가격은 낮추면서도 뛰어난 전기 전도성을 갖는 ‘구리-그래핀 복합 잉크’다. 연구팀은 그래핀과 구리 입자의 단순한 혼합방식이 아닌, 구리 입자 표면에 여러 층으로 이루어진 고결정성의 그래핀을 용액상에서 직접 합성할 수 있는 ‘액상합성법’을 세계 최초로 시도했다.

이 방법을 통해 구리/그래핀 복합 입자를 대량으로 연속 공정할 수 있고, 잉크 및 전극 제조 시 발생할 수 있는 그래핀 탈착 현상을 방지해 6개월이 넘는 기간 동안 안정적으로 구리의 산화를 막을 수 있었다. 또한 마이크론 크기의 값싼 상용 구리 입자를 사용해 가격 경쟁력을 높였다.

이를 기반으로 디스플레이 및 모바일 기기의 배선전극에 해당 기술을 우선적으로 적용해 조기 상용화를 달성하고, 추후 자동차 전장 부품 및 배터리 분야로 확장해 관련 기술 분야를 선도한다는 목표다.

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