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플라스틱, 차세대 에너지 산업의 키워드 될까 리튬전지, 태양전지 등 플라스틱 관련 연구 활발 정대상 기자 2014-04-07 10:34:04
리튬전지의 핵심 부품으로 사용되는 플라스틱
화석 연료 고갈에 대한 위기감과 환경 문제의 대두로 인해 세계적으로 고효율의 에너지를 획득하기 위한 다방면의 연구가 진행되고 있으며, 특히 에너지 산업 분야에서 플라스틱의 활약이 기대되고 있다. 리튬전지 구조 중에서  분리막(Separator)은 핵심적인 내부 층 부품 중 하나이다. 분리막은 플라스틱 막으로 개발되기 때문에 전지의 양극과 음극을 분리시키고 회로의 단락발생을 방지하게 된다. 
최근 중국과학원 닝보 재료 기술 및 공정 연구소 산하 전력 리튬 전지 공정 실험실 연구팀은 최근 관련 연구를 통해 일종 폴리아미드 부직포에 기반한 가교형 복합 젤 분리막을 디자인하고 개발하는데 성공하여 이슈가 되고 있다. 이런 유형의 분리막은 부직포 분리막과 젤 폴리머 전해질의 이중 장점을 결합한 특징을 보유하고 있다.
분리막 내부 가교 폴리에테르 구성 요소는 복합 분리막으로 하여금 장기적으로 사용하는 과정에서의 안정성을 보장할 수 있게 할 뿐만 아니라 전해질이 용해 팽창된 후 젤 폴리머 전해질을 형성할 수 있게 한다. 이는 분리막 내부 전해질 안정성을 강화시키고 단순하게 부직포 분리막을 사용하여 액체가 누출되어 발생하는 심각한 문제를 극복하고 사용 과정에서의 전지 안전성을 한층 더 강화시킨다. 더불어 PP 분리막 제품보다 더욱 우수한 전기화학 성능을 나타낸다.

저렴한 태양전지 제조를 위한 플라스틱 공정 개발
오키나와 과학기술연구원은 유연하고 투명한 전극을 가진 저렴한 태양전지를 만들 수 있는 새로운 방법을 개발했다. 이 연구결과는 더 저렴한 태양전지를 구현하는데 큰 역할을 할 것이다. 
연구진은 플라스틱, 전도성 물질, 아연 산화물 등의 다양한 물질로 만들어진 새로운 전극들의 특성을 평가했다. 
또한 전극의 전도성을 회복하고 저장 수명을 확대시킬 수 있는 새로운 방법을 개발했고, 이것은 새로운 태양전지의 제조방법을 최적화시키는데 기여할 것으로 전망된다.  
이번 연구진은 어디서나 쉽게 구할 수 있는 PET를 주성분으로 한 이 전극의 이름을 ‘Flextrode’ 로 명명했고, 기존의 전극에 비해서 이것이 더 비용 효율적이고 롤-투-롤(Roll-to-Roll) 코팅이라고 불리는 방법을 사용해 더 쉽게 제조할 수 있다는 것을 증명했다. 

플라스틱 나노원뿔 몰딩   공정 개발
저렴한 초소수성 플라스틱 나노원뿔은 태양전지의 에너지 수확량을 높여주고, 깨끗한 상태를 유지하는데 도움을 주며, 부착하기도 쉽다. 
홍콩과학기술대 연구진은 전면 표면에 3D 나노원뿔 배열이 있는 유연한 플라스틱 무반사 필름을 제조하는 간단한 몰딩 공정을 개발했다. 유리 기판 위의 고효율 텔루르화카드뮴(CdTe) 박막 태양전지에서, 이러한 무반사 필름은 비스듬한 각도를 포함한 넓은 범위의 입사각도에 걸쳐 전면 표면반사를 효과적으로 줄여주며 일간 에너지 산출량을 7% 정도 높여준다. 이 무반사 필름은 접착제 없이도 유리나 실리콘과 같은 평판 기판에 쉽게 부착되고, 초소수성이기도 하므로 자정 능력도 기대된다. 

플라스틱과 카올린을 통한 액체연료 생산
인도의 연구자들이 상대적으로 낮은 온도의 공정에서 저밀도 폴리에틸렌과 카올린 촉매로 액체 연료를 생성하는 공정을 개발하고 있다. 연구팀의 개발 방향을 보면, 연구팀은 플라스틱 폐기물을 카올린 촉매 상에서 400~500℃의 운전 온도 조건에서 가열한다.  
카올린은 알루미늄과 실리콘이 함유되어 있는 점토 광물을 일컫는다.