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"프로를 만나다" 에너지소재연구소 신명수 음극재 연구원
2023.10.26

모든 분야에는 프로(Professional, 전문가)’가 존재합니다.

 

자신이 몸 담고 있는 분야에서 뛰어난 기술과 지식을 바탕으로 오랜 기간 경험을 쌓았으며나아가 끊임없이 자신을 연마하여 성장하는 이들이 그러하죠.

  

일본 최고 경영 컨설턴트인 고미야 가즈요시는 자신의 책 <프로의 경지>에서 프로는 일을 즐겁게 하는 사람이며, 일의 즐거움을 깨달을 때까지 당연한 일을 바보처럼 철저히 하는 사람이라면서 자존감과 자부심, 그것은 프로들의 가장 큰 에너지다라고 말하기도 했습니다.

  

일에 대한 몰입과 즐거움을 아는 사람들포스코퓨처엠의 미래를 만들어 가는 프로들의 이야기를 만나봅니다.


 

* * * 

오늘의 프로, 에너지소재연구소 신명수 음극재 연구원
배터리소재 연구 · 개발이 시작되는 곳, 에너지소재연구소

에너지소재연구소는 배터리의 성능을 결정하는 핵심소재인 양극재 · 음극재 기술을 연구해 회사의 미래를 준비하는 곳입니다.

  

혁신적인 기술로 회사가 글로벌 시장에서 리더십을 확보하고, 나아가 고객들에게 친환경적이고 경제적인 솔루션을 제공하는 것이 목적입니다.
 

저는 에너지소재연구소에서 천연흑연 음극재의 원료 · 공정 · 소재 구조 등을 연구해 음극재와 배터리 성능 개선을 위해 노력하고 있습니다.

배터리소재 산업에서 꿈을 키우겠다는 열정

저는 유니스트(UNIST) 에너지화학공학과에서 배터리소재 기술에 대해 공부하며 탄소중립 시대의 전략자원이 될 배터리와 핵심 소재를 연구하겠다는 꿈을 가졌습니다.

  

이후 박사 과정을 마치고 제 꿈을 펼칠 수 있는 곳을 찾았고, 국내에서는 유일하게 양극재와 음극재 사업을 함께하고 있는 포스코퓨처엠에 합류하게 되었습니다.
 
중국 기업들이 주도하고 있는 글로벌 음극재 시장에서 기술과 원료 경쟁력을 가진 포스코퓨처엠이라면 제가 지금까지 쌓은 지식과 전문성을 바탕으로 함께 성장해 나갈 수 있을 것이라 생각했습니다.

또한, 전세계가 전동화에 박차를 가하고 있는 상황에서 전기차 성능 고도화와 대중화를 모두 달성하기 위해서는 결국 소재 기술이 중요하기 때문에, 소재 분야에서 전문성을 키워나가는 것이 산업, 회사 그리고 제 자신의 발전에도 필수적이라 판단했습니다.

소재 혁신의 결과물, 저팽창 천연흑연 음극재

에너지소재연구소의 일원으로서 이룬 가장 큰 성과는 저팽창 천연흑연 음극재를 독자적으로 개발해 제품 포트폴리오 확대에 기여한 것입니다.

 

흑연계 음극재는 원료에 따라 천연흑연과 인조흑연 음극재로 구분됩니다. 저희가 개발한 저팽창 천연흑연 음극재는 두가지 흑연계 음극재의 약점은 보완하고 강점은 결합한 소재로 전기차 배터리에 필요한 에너지 저장용량 · 수명 · 충전성능 등을 함께 높일수 있습니다. 

  

원료는 천연흑연을 사용해 에너지 저장용량 · 가격경쟁력은 유지하면서도 소재의 구조를 개선해 팽창률을 낮춤으로써 인조흑연 수준의 안정성 · 수명 · 충전성능을 확보한 것이죠.
 
이 프로젝트에서 제가 맡은 역할은 천연흑연 음극재의 팽창 성능 개선 방안과 공정 기술 개발 연구, 제조 공정의 양산성 검증이었습니다.
 
소재 구조를 어떻게 개선하면 팽창률을 낮출 수 있을지, 구조를 바꾸기 위해서는 어떤 공정 기술과 설비가 필요한지 등에 대해 동료들과 끊임없이 고민했습니다.

이 과정에서 난관에 봉착한 적도 많았지만 도전정신과 끈기, 연구원들 간의 팀워크로 성과를 거둘 수 있었습니다.

 

기술을 제품으로 만들기 위한 노력

저팽창 천연흑연 음극재 기술 개발부터 양산까지의 과정에서 가장 큰 과제는 최종 양산 단계에서 고객 니즈에 부합하는 소재 특성과 성능을 구현할 수 있는 공정 조건을 찾아 설계하는 것이었습니다.

  

양산을 위해서는 샘플 및 시험 생산 설비 보다 규모가 약 3~4배 큰 생산라인이 필요한데, 원료 투입부터 최종 제품 생산까지 전 공정의 규모를 키우면서 동시에 품질경쟁력을 유지할 수 있는 공정 조건을 맞추는 것은 쉽지 않은 일이었습니다.

  

저와 동료들은 양산 설비 최적화를 위해 다양한 방법론을 적용한 실험을 거듭하고, 업계 동향이나 최신 연구 결과를 찾아보며 하나라도 더 배우려는 자세로 문제 해결에 임했습니다.

  

그 결과, 최적의 공정 조건을 찾아 저팽창 천연흑연 음극재 제품에 대한 고객사 승인을 얻어낼 수 있었습니다. 현재는 세종에 위치한 음극재 공장에서 대규모로 제품을 양산해 글로벌 배터리 기업에 공급하고 있습니다.

  

많은 실패를 거듭하며 힘들 때도 많았지만, 함께하는 동료들이 있었기 때문에 각종 난제들을 해결하고 의미 있는 성과를 거둘 수 있었다고 생각합니다.

특허, 연구 성과의 징표

저와 동료들은 저팽창 천연흑연 음극재의 개발 과정에서 모두 5 건의 음극재 기술 관련 특허를 출원했습니다.

  

특허 출원을 위해 연구 과정에서 획득한 유의미한 데이터와 인과관계들을 조금 더 깊게 분석하고 이를 논리적으로 정리 및 설명했습니다.

  

연구 개발을 통해 얻을 수 있는 중요한 성과 중 하나가 바로 특허라는 에너지소재연구소장님의 말씀처럼, 연구원들은 특허 창출을 통해 자신의 연구 성과를 공인 받을 수 있을 뿐만 아니라, 회사 차원에서 우수 기술에 대한 독점적 권리 역시 확보할 수 있습니다.

  

저와 동료들은 항상 독창적 시각으로 새로운 가능성을 발견하기 위해 시도하고 이를 기술과 특허로 발전시키고자 노력하고 있습니다.

  

현재는 기존 제품 보다 친환경적이며 충전시간 단축이 가능한 음극재 개발을 위해 소재 가공 및 표면처리 공법 등을 연구하고 있는데, 동료 연구원들의 전문성 · 노하우와의 시너지를 통해 전기차 산업 고도화에 기여할 수 있는 기술 개발과 특허 출원으로 이어질 수 있도록 최선을 다하겠습니다.

미래산업의 주역이라는 자부심

전세계가 탄소중립을 향해 나아가면서 전기차 · 배터리 산업이 그 어떤 분야보다 빠르게 성장하고 있습니다. 

  

인류의 미래를 앞당기는 산업의 연구원으로서 발전의 원천인 소재를 개발, 혁신한다는 점에서 큰 행운이라고 생각합니다.

  

저와 동료들이 개발한 소재 기술이 글로벌 전기차 · 배터리 시장을 선도하는 퍼스트 무버(First Mover)’가 될 것이라는 기대가 각종 어려움 속에서도 소재 연구에 매진할 수 있는 큰 원동력이 됩니다.

  

또한, 성장하는 산업과 기업의 연구소인만큼 우수한 인재들이 모이고 이들이 서로가 가진 지식과 전문성을 공유해 함께 발전할 수 있다는 점도 큰 매력이자 자부심입니다.

‘가능성’에 집중해 ‘성과’를 만드는 자세

배터리소재 연구원을 꿈꾸는 분들에게실패 속에서도 작은 가능성을 발견해 연구적 성과를 창출하는 자세의 중요성을 꼭 강조하고 싶습니다.

  

새로운 소재 개발 · 기존 소재 성능의 혁신 등을 위한 연구 과정에서는 누구나 실패를 맛보게 됩니다.
 
이러한 상황에서 누군가는 실패에 좌절하지만, 다른 누군가는 결과와 무관하게 해당 연구 과정에서 발견한 유의미한 데이터 · 방법론에 집중해 산업적 도약을 이끌 연구 성과를 이룩합니다.
 

실패라는 결과는 같았지만, 연구 과정에서의 작은 가능성도 놓치지 않는 자세와 집념이 이러한 차이를 만든다고 생각합니다.

 

저 또한 항상 결과보다는 과정, ‘어려움보다는가능성에 주목하는 자세로 차세대 소재 개발과 배터리 성능 혁신에 기여하겠습니다.

 

*본 인터뷰에서 언급되는 내용은 인터뷰 당사자의 개인적 견해이며,

포스코퓨처엠의 공식 입장이나 발표자료가 아님을 알려드립니다.

 

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