성균관대, 차세대 배터리 알루미늄 공기전지 개발 나선다

- ‘자원순환형 초고에너지밀도 주유형 알루미늄 공기전지’ 국책사업 주관

- 2030년까지 산·학·연 대형 컨소시엄 구성 

- 드론·도심항공교통(UAM)용 미래 에너지 플랫폼 구축

킥오프 미팅 기념 단체 사진. (자료제공: 성균관대)

성균관대학교(총장 유지범)는 과학기술정보통신부가 주관하는 총 310억 원 규모의 혁신도전형 프로젝트인 「자원순환형 초고에너지밀도 주유형 알루미늄 공기전지 사업」의 총괄 주관기관으로 최종 선정되어 차세대 배터리 기술 개발을 본격적으로 추진한다고 8월 11일 밝혔다.

이번 사업은 2026년 4월부터 2030년 12월까지 약 5년간 진행되는 대형 국가 연구개발 프로젝트다. 성균관대학교 기계공학부 서종환 교수가 사업단장을 맡아 산·학·연 컨소시엄을 총괄 관리하게 된다. 

연구진은 미래 도심항공교통(UAM), 드론, 무인 이동체, 데이터센터 등 오랫동안 높은 전력이 필요한 첨단 기기에 쓰일 최고 수준의 차세대 전원 시스템 개발을 목표로 삼고 있다.

연구의 핵심인 ‘알루미늄 공기전지’는 알루미늄을 연료로 사용하고 공기 중의 산소와 반응시켜 전기를 만드는 친환경 배터리 기술이다. 우리가 흔히 쓰는 리튬이온 배터리보다 훨씬 더 많은 에너지를 저장할 수 있을 뿐만 아니라, 폭발 위험이 적어 안전하고 알루미늄 자원이 풍부해 원료를 안정적으로 확보할 수 있다는 큰 장점이 있다.

특히 성균관대학교 연구진은 기존 배터리처럼 오랜 시간 전기를 충전하는 방식 대신, 자동차에 기름을 넣듯 알루미늄 연료를 빠르게 교체하는 ‘주유형(Refuelable)’ 개념을 새롭게 도입한다. 

또한 사용하고 남은 알루미늄을 다시 회수해 재활용하는 친환경 자원순환 기술을 함께 구현하여, 지속가능하면서도 고효율을 내는 친환경 전력 발전 플랫폼을 세계 최초로 완성할 계획이다.

이번 연구는 단순히 부품 하나를 개발하는 데 그치지 않고, 배터리의 핵심 소재부터 전극, 셀, 전체 시스템까지 전 과정을 연결하는 대규모 융합 연구로 진행된다. 성균관대학교는 신소재공학, 기계공학, 화학공학, 시스템경영공학 등 학내 다양한 분야의 우수한 연구 역량을 집결시킨다. 

이와 함께 한국세라믹기술원, 한국전자기술연구원, 한국재료연구원 등 국내 대표 연구기관과 고려대·연세대·부산대 등 주요 대학, 그리고 삼성SDI, 에어빌리티, 알멕, 이유텍 등 핵심 기업들이 한데 모여 기술 개발부터 실무 검증, 사업화까지 함께 협력한다. 나아가 미공군연구소와 미국 라이스 대학 등 글로벌 연구기관과의 네트워크도 적극 활용할 예정이다.

성균관대 자연과학캠퍼스 전경. (자료제공: 성균관대)

사업단장인 서종환 교수는 “이번 과제는 소재 개발부터 실제 운용 시스템까지 하나의 플랫폼으로 통합하는 대형 융합 프로젝트”라며 “성균관대학교가 보유한 연구 역량과 산·학·연 협력 네트워크를 바탕으로 세계 최고 수준의 기술을 확보하고 미래 모빌리티 시장의 새로운 패러다임을 제시하겠다”고 밝혔다.

한편, 성균관대학교는 지난 7월 31일 유지범 총장을 비롯해 과기정통부 김동준 과장, 한국연구재단 홍석원 단장 및 연구진과 학생 등 69명이 참석한 가운데 성공적인 사업 출발을 알리는 킥오프(Kick-off) 미팅을 개최하고 본격적인 연구에 들어갔다.

[Ceramic Korea (세라믹뉴스)=이광호 ]