크리스탈신소재, 최대 입경 10μm 미만 고품질 그래핀 용액 개발 '쾌거'

항산화 및 인장 강도 향상 효과적 "전기분해 동박 제조 분야에 대대적으로 적용될 것"

[프라임경제] 크리스탈신소재(900250)가 신형 그래핀 용액 개발을 통해 후방 산업 상업화 선두를 노린다.

10일 크리스탈신소재 연구팀은 "고품질 그래핀 용액 개발에 성공하면서 이를 중심으로 그래핀 제품 후방 산업 상업화 분야에서 선도적 위치를 공고히 하겠다"고 밝혔다.

ⓒ 크리스탈신소재

쉬야오(徐堯) 크리스탈신소재 수석 기술고문 박사가 이끄는 그래핀 연구팀이 이번에 개발한 신형 그래핀 용액은, 샘플이 최대 입경이 10μm 미만에 평균 입경이 2.495μm 불과하다.

뿐만 아니라 신형 분산제를 사용해 수중 분산이 가능한 사실을 밝혀냈다.

상술한 신형 그래핀 분산액을 황산구리 등이 주 원료인 원료액에 첨가한 후 전기분해 동박을 제조하더라도, 그래핀 비율은 황산구리 용액의 1만분의 3에 불과하다. 크기가 작기 때문에 그래핀 분산액은 해당 용액에 담가 두어도 침전현상이 일어나지 않는 것이다.

상술한 방식을 통해 제조된 전기분해 동박은, M면 강도(GU), 150℃에서 10분간 가열한 후의 인장강도(MPa), 가열 후의 연신율(%), 뒤틀림(mm)의 4가지 지표를 기준으로 테스트를 거친다.

그래핀은 입경이 작아 균일하게 분산되어 전기분해 동박에 들어가기 때문에, 위 테스트 결과치가 바탕시료보다 20% 이상 뛰어나다. 특히 항산화 및 인장 강도 향상에 특히 효과적이어서 전기분해 동박 제조 분야에 대대적으로 적용될 것으로 보인다.

전기분해 동박은 동 클래드 적층판(CCL), 인쇄 회로 기판 (PCB), 신재생 리튬이온배터리 등 분야에서 핵심 원자재로 쓰인다.

크리스탈 신소재가 최신 기술로 생산한 그래핀은 △얇은 두께 △균일한 직경 분포 △적은 구조적 결함 △높은 전도율 △다양한 크기 △균일한 크기 및 두께 △큰 직경 비율 △높은 구조적 완정성 △우수한 기계적 성질 등 다양한 특징을 가진다.

현재 내구성 강한 코팅, 동력 배터리, 열전도 자재, 복합섬유 및 금속 복합 자재 등 다양한 분야에서 광범위하게 활용되고 있다.