울산과기대 친환경에너지공학부 조재필 교수(43세)와 독일 John Wiley사에서 발간하는 세계적인 재료전문학술지인 Advanced Materials의 편집장인 Esther Levy(호주, 38세)박사와의 인터뷰 기사가 자매 온라인 저널인 ‘Materials Views’를 통해 게재됐다.
* John Wiley 출판사 : 존 와일리 출판사는 1807년 미국에서 설립됐으며공학, 의학, 과학 분야 서적의 출판으로 세계적인 권위를 인정받고 있다. 학술관련 전문학술지는 독일의 Wiley에서 총괄하며, ‘Material Views’는 Adv. Mater., Adv Funct. Mater. 그리고 small 전문학술자가 공동으로 운영하는 전 세계의 재료관련 연구동향 및 새로운 기술을 소개하는 온라인 저널이다.
Esther 편집장은 인터뷰를 통해 최근 한국의 에너지 연구 현황, 울산과기대의 에너지 분야 연구에 대한 교육/연구 인프라 구축 및 성장 가능성, 조 교수의 중점 연구 분야인 리튬이차전지의 연구동향 등에 관한 상세한 내용을 기사 전문에 걸쳐 다뤘다.
조재필 교수는 최근 3년간 에너지 저장분야에서 SCI 논문 45편 게재 그리고 국제 특허 10건을 출원하는 등 나노에너지소재의 세계 최고 저널인 안게반테케미국제판, Advanced Materials, Nano Letters지에 논문을 모두 게재한 리튬 에너지 저장 분야의 세계적인 과학자이다.
작년 9월 및 올해 2월달에 조재필 교수팀은 차세대 리튬이차전지 원천기술 개발에 성공함로써 국내 뿐 아니라 MIT Technical Review, Nature Materials in Asia, Nature Nanotechnology지에 highlight로 소개가 되어 큰 관심을 모았다.
조 교수는 아이오와 주립대 세라믹 공학과(석사, 박사)와 미국 조지아공대 재료공학부(박사후 연구원)를 거쳐 삼성 SDI 책임 연구원, 금오공과대학과 한양대 응용화학부 교수로 재직해왔으며, 현재 울산과기대 친환경에너지공학부에 교수로 재직 중이며 교과부가 지원하는 차세대 전지융합연구단의 사업단장을 맡고 있다.
[인터뷰 기사 전문]
최근 한국 체류 기간 중, 울산과기대 친환경에너지공학부 학부장이자 2차 전지 분야의 선두자로 주목받고 있는 조재필 교수와 인터뷰를 하게 됐다.
■ Esther Levy : 최근 한국에서 현안이 되고 있는 과학 연구 분야가 있다면?
□ Jaephil Cho : 한국에서 현안이 되고 있는 주요 과학 분야는 차세대 융합 과학기술이다. 그린에너지, 각종 디스플레이장치, 반도체와 같은 첨단융합 기술들이며, 그 가운데 중점 연구 대상인 그린에너지를 비롯하여 리튬이온, 태양광 전지가 유력한 분야야 할 수 있다.
■ Esther Levy : 최근 한국의 주된 에너지원은 무엇인가?
□ Jaephil Cho : 한국의 에너지원은 대부분 화석연료와 원자력 에너지이다.
■ Esther Levy : 한국에서 누가 중심이 되어 에너지 연구를 이끌어 가는가?
□ Jaephil Cho : 한국 에너지 연구의 핵심부는 정부와 지식경제부 그리고 교육과학기술부이다. 그들은 그린에너지와 관련된 대부분의 대형 연구과제들을 계획하고 추진한다.
■ Esther Levy : 에너지 분야의 연구 가운데 가장 핵심 분야를 꼽자면?
□ Jaephil Cho : 핵심 분야는 리튬이온전지이다. 불과 5년 전만해도 한국 리튬 전지생산의 대표 기업체인 삼성 SDI, LG화학의 시장점유율 수준은10%도 되지 않았다. 하지만 작년 이 두 기업은 리튬전지 제조 세계 2위, 세계 시장점유율 35%를 넘어섰다. 최근 들어서는, 화두가 되고 있는 플러그인 하이브리드 전기 자동차(PHEvs)를 위한 리튬이온전지와 에너지 저장 장치들을 집중 연구 개발하고 있다.
■ Esther Levy : 가장 현안이 되는 쟁점이라면?
□ Jaephil Cho : 플러그인 하이브리드 전기자동차와 에너지 저장장치 개발을 위해서는 리퓸이온전지가 가장 필수적인 요소이며 상용화될 경우 향후 5년이내 5조 이상의 시장을 형성할 것으로 관련 업계는 전망하고 있다. 이를 위해 산⋅학⋅연이 함께 협력 연구 프로젝트를 수행하면서 안전하고, 효율이 높으며 오래가는 전지를 개발하기 위한 음극과 양극 물질들을 개발 중이다.
■ Esther Levy : 약하지만 가능성이 있는 분야는?
□ Jaephil Cho : 한국의 그린에너지 분야에서 아직까지 취약한 연구 분야는 풍력, 바이오에너지 그리고 태양에너지이다. 이들 분야에 많은 투자에도 불구하고 선두가 되기에는 아직까지는 많은 시간과 노력이 필요할 듯하다.
■ Esther Levy : 미래에 가장 유망받는 분야는?
□ Jaephil Cho : 유비쿼터스 분야이다. 가까운 미래에 모든 전자 기기들은 플렉서블하고 휴대하기 쉬운 형태로 변하게 될 것이다. 이에 따라 배터리 또한 플렉서블한 형태(구부러지는 형태)가 될 것이다.
■ Esther Levy : 한국에서 어떤 연구기관/대학이 에너지 분야의 리더로 손꼽히는가?
□ Jaephil Cho : 한국에서는 울산과기대(UNIST)가 대표적인 에너지 연구기관(대학)이다. 울산과기대의 융합학부 가운데 하나인 친환경에너지공학부는 4 개의 에너지 분야(바이오 에너지, 에너지 저장 및 변환, 태양에너지, 원자력
에너지) 전공 트랙을 운영하고 있으며 관련 분야 연구를 수행한 경험 많은 교수진 21인으로 구성되어 있다. 작년, 학부장(본인)은 고체형 플렉서블 필름 전지 개발과제(신기술융합형 성장동력사업)를 정부로부터 향후 5년간 200억원의 지원을 받아 수행 중이며 50명의 대학원생들과 14명의 연구원과 함께 이 프로젝트를 함께 수행하고 있다.
■ Esther Levy : 한국에서 에너지 연구 분야의 규모는?
□ Jaephil Cho : 가장 규모가 큰 에너지 연구 집단은 기업체이다. 삼성, LG화학, SK 에너지 그리고 현대자동차의 약 2,000여명에 달하는 R&D 인력들이 이차전지와 전기자동차 연구 개발 중이다. 약 20여개의 대학(약 200여명의 교수진과 대학원생들)에서도 전지를 구성하는 물질(음극, 양극, 전해질)에 대한 연구를 하고 있다. 국가 기관은 비교적 작은 규모이지만 100여명의 R&D 연구원들이 관련분야 연구 중이다.
■ Esther Levy : 이 분야에 있어서 국제적인 경쟁력이 될 수 있는 한국의 기술은?
□ Jaephil Cho : 리튬이온 전지 가운데, 하이브리드 전기자동차를 위한 소형및 중 중-대형 전지의 생산력은 세계 최고라 할 수 있다.
■ Esther Levy : 한국에서 이 분야의 개발과 발전에 장애요인이 있다면?
□ Jaephil Cho : 차세대 고효율 전지를 개발할 수 있도록 해당 R&D 분야에 대한 집중적인 투자가 필요하지만 현재와 같은 10%에 불과한 지원으로는부족한 실정이다.
■ Esther Levy : 한국 에너지 연구에 대한 관련 업계의 역할은 무엇인가?
□ Jaephil Cho : 에너지 연구에 있어 관련 업계의 역할은 중요해지고 있으며, 전지, 전극 물질 개발을 위한 연구방향(로드맵)을 결정해주는 역할을 한다. 대학들이나 연구기관에서도 의견을 제시하지만, 관련 업계의 로드맵을 기반으로 하여 이차전지에 대한 연구방향이 결정되는 것이다.
■ Esther Levy : 정부의 역할은 무엇인가?
□ Jaephil Cho : 정부는 배터리 관련 R&D 프로젝트의 핵심부이다. 관련 분야 R&D 자금의 95%는 모두 정부로부터 지원받는다.
■ Esther Levy : 국제협력연구를 제의해온다면 그들의 역할은?
□ Jaephil Cho : 지금까지 한국은 국제협력연구 프로젝트에 취약했다. 하지만 교과부에서 주관한 WCU(세계적인 연구중심 대학)육성사업을 추진하면서, 해외 대학의 전지 관련 전문가들이 한국의 대학들과 협력연구에 참여하기 시작했다. 이에 따라 울산과기대, 서울대 그리고 카이스트는 관련분야 해외석학들을 초빙하여 협력연구를 수행하고 있다. 예를 들어, 조지아텍 출신의 해외석학인 종린왕, 메일린 리유는 본교에 초빙되어 에너지 변환 및 저장 장치 개발 연구를 진행 중이다.
■ Esther Levy : 한국의 에너지 연구 분야에 대한 덧붙일 견해가 있다면?
□ Jaephil Cho : 차세대 전지개발은 다른 기술들과 융합될 필요가 있다. 나노 기술은 이차전지에 적용시 나타나는 높은 표면에서의 전해액과의 부반응으로 인하여 개스 발생, 부피당 에너지 밀도가 떨어지는 단점이 있지만 새로운 형태의 구조를 만들어 상당항 부분이 해결된 상태이다. 또한 차세대에너지는 태양광+이차전지, 압전+이차전지가 결합되는 융합전지개발로 집중될 전망이다.
■ Esther Levy : 당신의 주요 연구 관심사는? 새로운 성과가 있다면?
□ Jaephil Cho : 최근 관심사는 플랙서블 기판에 3차원 구조를 가지는 나노 전극입자를 코팅하여 전지의 고속충방전 및 수명 특성을 획기적으로 높이는 연구가 진행 중이다. 이와 관련된 기술은 국제특허로 2건 출원되었으며 2010년 Adv. Mater. Angew. Chem. 국제판에 게재가 되었다.
■ Esther Levy : 단기 및 장기 계획은?
□ Jaephil Cho : 단기적으로는 5개의 회사, 4개의 연구기관, 17개의 대학들이 함께 연계된 교과부 지원 연구 사업인 신기술융합형 성장동력사업에 매진할 것이다. 더불어 전지의 효율성을 높이기 위한 개발을 계속 할 것이다. 장기적인 계획은 고체형 플렉서블 전지를 개발하여 산업계로 기술 이전 하는 것이다.
■ Esther Levy : 10년 후 이 분야에서 트렌드가 될 만한 기술이 있다면?
□ Jaephil Cho : 10년 후에는 플렉서블한 전자기기, 무선 충전기가 전지 기술분야의 이슈가 될 것이라고 본다. 이를 수행하기 위해, 고속 충전이 되는 전극 물질과 현재의 5배 효율성과 5배 용량이 높은 전지가 개발되어야 할 것이다.
기사전문(영어)
