한국재료연구원(KIMS, 원장 최철진, 이하 재료연)은 금속재료연구본부 알루미늄연구실 어광준, 손현우 박사 연구팀이 해외 소재 대비 140% 높은 내구성 가진 전기차용 알루미늄 합금을 개발하는 데 성공했다고 9일 밝혔다.

연구팀은 알루미늄 합금 내부의 나노구조가 작동하는 새로운 메커니즘을 규명하고, 이를 통해 개발한 합금이 해외 선진사 소재와 비교해 열적 내구성이 최대 140% 향상됐음을 확인했다.

기존 알루미늄 재질의 배터리 외장재는 배터리가 발산하는 열에 영향을 받아 전기차가 오래될수록 사고 위험성을 높이는 문제가 있었다. 이번에 재료연이 개발한 알루미늄 합금은 기존 6000계열 알루미늄 합금에 다양한 미량 원소를 첨가해 열적 내구성을 높이고, 발열로 인한 외장재 열화 현상을 지연시킬 수 있다.

어광준 박사

손현우 박사

연구팀은 투과전자현미경, 3차원 원자탐침현미경을 이용한 최첨단 나노구조 정밀분석 과정을 통해 수십 가지의 미량 원소를 첨가, 나노구조를 분석해 데이터베이스를 새롭게 구축했다. 이를 기반으로 열안정성을 향상시킬 수 있는 원소를 찾아냈다.

재료연 연구팀이 이번에 개발한 알루미늄 합금은 전기차 배터리 외장재나 초음속 항공기 구조재료 분야 등 고온 환경에서 장시간 사용하는 부품에서 매우 우수한 특성을 발휘할 수 있다. 재료연은 이 기술을 통한 국산화로 수입 대체 효과와 수출도 가능할 것으로 기대하고 있다.

연구를 주도한 재료연 손현우 박사는 “이번에 개발한 기술이 상용화될 경우, 해외 선진사 대비 뒤처져 있는 고부가가치 알루미늄 합금 개발의 필요성을 인식시키고 이와 함께 국내업체가 좀 더 적극적으로 연구개발 시장에 진입하게 만드는 계기가 될 것”이라고 말했다.

조규홍 기자