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희성촉매의 에너지환경소재 연구개발 현황

이차전지 시장조사업체인 SNE 리서치의 ’2024년 글로벌 리튬이온배터리(LIB) 애플리케이션별 중장기 전망’ 리포트에 따르면, 소형 IT기기 및 전기차(xEV), 에너지 저장장치(ESS)용 리튬이온 배터리 수요는 2035년 총 5,570GWh에 이르게 됩니다. 이는 2023년 994GWh에 비해 약 5.6배에 이르는 양이며, 연평균 성장률은 15.4% 수준에 달합니다. 특히 전기차 배터리 수요가 이 중 85%를 차지하며, 에너지 저장장치가 11%, 소형 IT기기가 3% 비중을 차지할 전망입니다. 이러한 성장세는 에너지 산업 전반의 혁신을 가속화하고 있습니다. 전기차와 함께 대규모 재생에너지 발전단지의 전력 저장과 스마트 시티의 안정적 에너지 공급을 위해서는 고성능 배터리 기술이 필수적이기 때문입니다.

배터리 시장의 급속한 성장은 보다 혁신적인 에너지환경소재 개발의 필요성을 부각시키고 있습니다. 희성촉매는 차세대 배터리와 수소연료전지 분야의 첨단 소재 기술을 개발하며 친환경 에너지 시대를 앞당기고 있습니다.

Research Part 1 | 차세대 고성능 음극재 개발

전기차와 에너지저장시스템의 성능을 결정짓는 핵심은 이차전지입니다. 특히 음극재는 배터리의 에너지 밀도와 수명을 좌우하는 필수 요소로서 차세대 배터리 혁신의 시작점이 되고 있습니다.

에너지 밀도 향상, 충전 속도 개선, 배터리 수명 연장이라는 세 가지 목표 달성을 위해 희성촉매는 음극재의 구조적 최적화에 주력합니다. 소재의 내구성과 안정성 강화에 중점을 두면서 실제 사용 환경에서도 탁월한 성능을 발휘하는 기술을 구현해 나가고 있습니다.

희성촉매는 실험실에서 개발된 이러한 혁신 기술을 산업 현장에서 구현하기 위한 체계적인 기반을 구축하고 있습니다. 첨단 제조 설비 도입과 함께 생산 공정의 자동화 시스템을 갖춰 고품질 음극재의 일관된 품질과 안정적인 대량 생산을 실현하고 있습니다. 또한 엄격한 품질관리 프로세스를 통해 실험실에서 입증된 우수한 성능을 실제 제품에서도 동일하게 구현하도록 지원합니다. 이러한 제조 혁신과 품질 관리 역량은 전기차와 에너지저장장치 제조기업들의 글로벌 경쟁력을 강화하는 핵심 동력이 될 것입니다.

Research Part 2 | 전고체 배터리용 고체전해질 혁신

현재 상용화된 리튬이온 배터리의 한계를 뛰어넘기 위해 희성촉매는 전고체 배터리용 고체전해질 개발에 연구 역량을 결집하고 있습니다. 황화리튬(Li₂S)을 활용한 황화물계 고체전해질은 높은 이온 전도도와 우수한 안전성을 동시에 실현할 수 있는 차세대 기술로 주목받고 있습니다.

연구진은 두 가지 방향에서 기술 혁신을 추진합니다. 첫째, 이온 전도도 극대화를 통한 배터리의 충전 속도와 에너지 밀도 향상입니다. 둘째, 대량 생산을 위한 제조 공정 최적화로 첨단 소재의 안정적인 상용화를 목표로 합니다.

고체전해질의 계면 안정성 향상을 위한 연구도 진행 중입니다. 전극-전해질 간 계면 저항을 최소화하기 위해 나노 레벨의 표면 제어 기술을 개발하고 있으며, 이를 통해 전고체 배터리의 수명과 성능을 획기적으로 개선하고 있습니다. 이러한 기술적 진보는 전기차의 주행거리 확대와 충전 시간 단축을 동시에 실현하는 데 필수적입니다.

Research Part 3 | 수소연료전지 촉매용 지지체 개발

수소 에너지는 차세대 친환경 에너지원으로서 그 중요성이 부각되고 있습니다. 희성촉매는 연료전지의 심장부라 할 수 있는 촉매 지지체 개발을 통해 수소경제 시대를 준비합니다.

연구진은 카본 기반 지지체의 전기 전도성과 구조적 안정성을 혁신적으로 개선하기 위해 노력하고 있습니다. 독자적인 표면 개질 기술과 구조 강화 기술로 촉매와의 결합력을 최적화하는 과정에 있으며, 이를 통해 연료전지의 성능과 내구성을 향상하고자 합니다.

나아가 지지체의 표면 개질(Surface Modification) 기술을 고도화하여 촉매 금속의 분산성을 극대화하고자 합니다. 미세 기공 구조의 정밀한 제어를 통해 촉매의 활성 면적을 확대하고 동시에 구조적 안정성을 강화하여 장기 내구성을 확보하는 연구를 진행 중입니다. 이러한 기술적 발전은 수소연료전지 자동차의 성능 향상은 물론 대규모 발전 시설이나 선박, 드론 등 다양한 모빌리티 분야로 폭넓게 적용될 수 있습니다.

R&D Infrastructure | 전기화학 평가 시스템 구축

연구 성과의 실질적 가치 창출을 위해서는 정밀한 성능 평가와 검증이 반드시 필요합니다. 희성촉매는 체계적인 전기화학 평가를 통해 소재의 특성을 다각도로 분석하여 전압 특성, 충·방전 속도, 장기 내구성 등에 대한 종합적인 평가를 통해 소재의 효율성과 안정성을 높이는 개선점을 도출합니다. 이러한 데이터 기반의 분석은 연구 방향 설정과 제품 완성도 향상의 토대가 됩니다.

이론적 연구 결과를 실제 성능으로 연결하는 검증 프로세스도 체계화했습니다. 실험 설계 단계부터 상용화를 고려한 평가 기준을 수립하고, 도출된 결과를 제품 설계에 즉각 반영함으로써 연구 개발의 효율성을 극대화합니다. 이러한 과학적이고 체계적인 평가 시스템은 모든 소재의 신뢰성과 상용화 가능성을 높이는 바탕이 됩니다.

Open Innovation | 산학협력을 통한 기술 혁신 가속화

지속 가능한 기술 혁신을 위해 희성촉매는 학계와의 전략적 협력을 강화하고 있습니다. 대학 및 연구기관과의 긴밀한 파트너십을 통해 기초 연구부터 상용화까지 아우르는 공동 프로젝트를 진행하면서 친환경 에너지 솔루션 개발에 속도를 더합니다.

이러한 산학 협력의 강점은 학문적 연구 성과와 산업적 응용의 효과적인 결합에 있습니다. 연구기관의 혁신적 아이디어와 희성촉매의 상용화 노하우가 만나 차세대 에너지 솔루션 개발을 가속화하며, 연구 단계의 가능성을 실제 제품으로 구현하는 데 중요한 역할을 합니다.

기술 상용화를 위한 체계적인 지원 시스템도 구축했습니다. 연구 결과가 실제 산업 현장에서 가치를 창출할 수 있도록 최적의 환경을 조성하고 이를 통해 글로벌 시장에서의 기술적 리더십을 강화합니다. 이러한 개방형 혁신 전략은 친환경 에너지 솔루션 분야에서 희성촉매의 선도적 위치를 공고히 하는 원동력이 됩니다.

친환경 에너지의 미래를 열다

희성촉매는 에너지 소재 기술의 혁신을 통해 더 깨끗하고 효율적인 미래를 설계합니다. 2차 전지 음극재의 성능 혁신, 전고체 배터리의 안전성 확보, 연료전지 촉매의 효율성 향상까지, 우리의 기술은 지속 가능한 에너지 시스템 구현을 목표로 합니다.

산업의 패러다임이 변화하는 이 시점에서, 희성촉매는 친환경 에너지 솔루션의 새로운 장을 열어가고 있습니다. 고성능 소재 개발과 혁신적인 공정 기술을 통해 더 나은 미래를 향한 도전을 이어가겠습니다.

자세히 보기: 에너지 환경 소재