한국전기연구원(KERI)과 한국재료연구원(KIMS)이 식품산업에서 사용되는 ‘분무건조(spray drying)’ 기법을 활용해 세계 최고 수준의 활물질 함량(98%)을 구현한 고용량 이차전지 전극 제조기술을 공동 개발했다.
이번 기술은 이차전지 핵심 구성요소인 활물질·도전재·바인더의 균일한 혼합을 실현하며 습식 공정의 한계를 넘어선 고성능 건식 전극 제조 방식으로 평가된다. 연구진은 커피믹스처럼 고온 챔버에 슬러리를 분사해 균일한 복합 분말을 얻는 ‘분무건조’ 공법을 적용했고, 이를 바탕으로 전극을 섬유화 및 캘린더링 처리해 고밀도 필름 전극을 완성했다.
이 공정을 통해 도전재 함량은 기존보다 최대 50배 줄인 0.1%까지 낮췄고 이차전지 용량을 결정짓는 활물질 비율은 98%까지 끌어올렸다. 상용 전극 대비 2배 이상 높은 면적당 용량(7mAh/㎠)도 달성했다.
이번 연구 성과는 SCI 상위 3% 학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal, IF 13.3)’에 게재되며 기술력을 인정받았다.
KERI와 KIMS는 이 기술이 리튬황전지, 전고체전지 등 차세대 배터리 분야 전반에 적용 가능하며, 후속 연구를 통해 양산성과 기술이전 가능성도 높일 계획이다.
◆재료연, 세계 최초 체액 기반 초고속 진단기술 개발
한국재료연구원(KIMS) 정호상 박사 연구팀이 서울성모병원과 공동으로, 관절 윤활액과 종이 센서만으로 골관절염과 류마티스 관절염을 10분 내에 진단할 수 있는 기술을 국내 최초로 개발했다.
연구팀은 관절 윤활액 내 대사산물 조성 차이를 분석하고 표면증강 라만산란(SERS) 기술을 활용해 극미량의 관절염 유발 물질을 탐지했다. 진단 센서는 종이 위에 금 나노구조체를 형성한 형태로 체액을 간단히 떨어뜨리는 방식만으로 사용 가능하다.
실제 환자 120명을 대상으로 한 실험에서 관절염 진단 정확도는 94% 이상, 류마티스 관절염 중증도 구분 정확도는 95% 이상을 기록했다.
기존 영상진단이나 혈액검사에 비해 시간과 비용은 줄이고 정확도와 간편함은 높인 혁신 기술로 평가된다. 연구 결과는 세계적 학술지 Small 2025년 4월호에 게재됐다.
정호상 박사는 "해당 기술이 상용화되면 빠르고 정확한 진단은 물론 치료 경과 확인에도 활용 가능하다"며 "다양한 질환으로 확장할 계획"이라고 말했다.
◆재료연 연구소기업 '트윈위즈', 초격차 스타트업1000+ 선정
한국재료연구원(KIMS)의 연구소기업 트윈위즈가 중소벤처기업부의 ‘2025 초격차 스타트업1000+’에 최종 선정됐다. 이번 선정은 인체에 무해하면서도 강력한 항균 효과를 지닌 액상 항균·항바이러스 소재 기술의 우수성과 시장성을 인정받은 결과다.
해당 프로젝트는 미래산업을 이끌 유망 스타트업을 집중 육성하는 국가 전략 사업으로, 트윈위즈는 친환경 분야 대표 기업으로 이름을 올렸다. 기존 제품 대비 지속성과 안전성이 뛰어난 기술로 병원·공공시설 등에서 실효성을 검증받고 있다.
이번 선정으로 트윈위즈는 향후 3년간 최대 6억원의 사업화 자금과 최대 10억원의 연구개발 자금을 지원받아 기술 고도화와 글로벌 시장 진출에 박차를 가할 예정이다.
트윈위즈 김창수 대표는 "보다 안전한 생활 환경 조성을 목표로 세계적인 항균 솔루션 기업으로 성장하겠다"고 말했다.
