차세대융합기술연구원(융기원) 그래핀융합기술연구센터 홍병희 교수팀은 한국과학기술연구원(KAIST) 전북분원 양자응용복합소재연구센터 배수강 박사팀, 그리고 융기원 입주기업인 그래핀스퀘어(주)와 함께 공동연구를 통해 그래핀이 들어간 초고강도 고성능 전선을 제조할 수 있는 원천기술을 개발했다고 16일 밝혔다.
융기원 홍병희 교수팀은 지난해 11월, KAIST 양자응용복합소재연구센터, 그래핀스퀘어(주) 두 기관과 그래핀 융합기술 산·학·연 공동개발을 위해 삼자 간 업무협약을 체결한 바 있다.
공동연구팀은 화학증기증착법(chemical vapor deposition, CVD)을 활용, 그래핀 섬유를 먼저 합성한 후 이를 전기분해의 원리를 이용해 그래핀 섬유의 표면에 얇은 구리 막을 입히는 간단한 방법으로 전선 형태의 그래핀-금속 복합구조체를 제조했다.
이렇게 제조된 그래핀-금속 복합구조체 전선을 통해 기존 구리전선 대비 2배 이상의 기계적 강도와 10배 이상의 최대 허용 전류량을 지닌다.
개발된 전선은 고효율 전력전송선뿐 아니라 핵심 자동차부품인 하네스 케이블(차량용 배선)과 고성능전기모터의 고성능화·경량화에도 활용이 가능하다.
융기원 관계자는 “연구진이 개발한 그래핀-구리금속 복합전선 개발은 기계적인 특성과 전기적 특성을 모두 획기적으로 개선한 새로운 개념의 케이블 전선 기술을 제시했다는 측면에서 큰 의의가 있다”면서 “앞으로항공우주 및 웨어러블 분야에도 다양한 응용이 가능할 것으로 기대된다”고 말했다.
홍병희 서울대 교수는“최근 구글로부터 그래핀을 이용한 전력전송선 개발에 대해 문의 받은 경험이 있다”며 “향후 그래핀-구리 복합전선을 상용화한다면 180조 원에 이르는 세계 케이블 전선시장에 지각변동을 불러올 것”이라고 전망했다.
한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KAIST기관고유사업과 한국연구재단 나노소재기술개발사업, 산업통상자원부 지원으로 수행됐다.
연구결과는 나노재료 분야의 권위지인 ACS Nano(IF: 13.942, JCR 상위 3.27%) 최신호에 게재됐다.
황영민기자/hym@joongboo.com