산림청 국립산림과학원(원장 김용관)은 목재 펄프를 활용해 차세대 이차전지에 사용되는 고체상 전해질의 공극 제어 기술을 개발하고, 이를 연구간행물로 발간했다고 밝혔다.

이차전지 분야는 원료와 소재의 지속가능성, 재활용, 안정성 등 주요 쟁점을 중심으로 환경영향을 줄이기 위한 노력을 기울이고 있다. 현재 리튬이온전지에 사용되는 분리막은 주로 다공성 석유화학계 고분자이며, 이는 충격에 취약해 폭발이나 화재 위험이 크다.

국립산림과학원은 2023년부터 리튬이온전지의 취약성을 보완할 차세대 이차전지용 고체 전해질 개발을 시작했다.

▲ 물방울 응축 현상을 이용한 가공패턴 부여 방법 모식도

특히 다공성을 높이기 위해 물방울 응축 현상을 이용한 기공패턴 부여 방법을 활용해, 국산 목재 펄프 기반의 셀룰로오스 유도체화 필름을 제조했다.

셀룰로오스 유도체화 필름은 다양한 지방산 사슬을 가진 원료로 만들 수 있으며, 지방산 종류에 따라 친수성, 용매와의 상용성, 기계적 물성이 달라진다. 특히 필름의 물성을 조절하기 위해 보조 고분자를 섞어 구조를 안정화하고, 여러 가지 공극 패턴을 부여하는 기술은 국내 학술지「펄프·종이기술」에 논문으로 게재됐다.

산림청 국립산림과학원 임산소재연구과 전상진 연구사는 “지속 가능한 자원인 목재 펄프를 이용해 석유화학 기반 원료를 대체하는 기술을 꾸준히 발전해 나가겠다”고 전했다.