차세대 배터리로 주목받는 전고체전지의 혁신은 고체전해질에서 시작된다. 신소재공학부 신동욱 교수는 20여 년의 연구를 토대로 고체전해질을 생산하는 실험실 창업기업 ‘솔리비스’를 설립했다. 연구자와 창업가를 오가며 완성하는 꿈의 배터리. 신동욱 교수의 도전은 미래 에너지의 비전으로 이어지는 중이다.

글. 강현숙 / 사진. 손초원

미래 산업의 한 축인 배터리 시장에 지각변동이 일고 있다. 배터리 폭발‧화재 사고로 불안감이 커지며 전고체전지가 기존 배터리를 대체할 다음 스텝으로 떠올랐다. 신동욱 교수는 최신의 첨단 기술이 해외 실시간 토토사이트실을 넘어 산업화로 이어지는 역동적인 현장을 실시간으로 목격하는 중이다. 전고체전지의 핵심 요소인 고체전해질의 해외 실시간 토토사이트개발과 생산에 직접 뛰어들었기 때문이다.

“우리가 사용하는 리튬이온 전지는 양극재와 음극재, 분리막, 전해질로 이루어져 있습니다. 리튬이온이 이동하는 과정에서 전기 에너지를 생성하는 원리죠. 리튬이온이 자유롭게 이동해야 하므로 이를 돕기 위해 액체전해질이 사용됩니다. 분리막은 양극과 음극의 직접적인 접촉을 막는 벽이자 리튬이온이 이동하는 통로가 됩니다. 이 분리막이 배터리의 안정성을 확보합니다. 문제는 열이나 외부 충격으로 인해 배터리 분리막이 손상되었을 때 액체전해질이 발화하게 되면 화재와 폭발 위험이 커진다는 점입니다.”

기존 리튬이온 전지는 고온이나 저온 환경에서 성능이 떨어지고, 충‧방전을 반복할수록 수명이 줄어드는 등 내구성에도 한계가 있다. 그렇다면 전해질을 액체에서 고체로 바꾸면 어떨까? 배터리의 모든 요소를 고체로 구성한 전고체전지는 에너지 밀도는 높이고 화재 위험성은 낮춘, 이른바 ‘꿈의 배터리’로 주목받기 시작했다. 물론 근본적인 기술적 한계가 여전히 존재한다.

“이온을 쉽고, 빠르게, 안정적으로 통과시키는 고체 상태의 전해질을 만들 수 있는가에 대한 물음이 계속돼 왔습니다. 사실 이와 같은 고체전해질은 오랜 시간 불가능한 물질 상태로 여겨졌어요. 그러다 2011년, 일본의 한 학자가 실험적으로 가능함을 입증하면서 관련 연구가 급물살을 타게 됐습니다.”

새로운 학술적 발견이 곧장 산업화로 이어지는 경우는 드물다. 하지만 이러한 도전은 해외 실시간 토토사이트자의 숙명. 2001년부터 고체전해질을 해외 실시간 토토사이트해 온 신동욱 교수는 이론을 넘어 산업화까지 내다보며 개발에 몰두했다. 목표는 명확했다. 쉽고 싸게 만들 수 있어야 하고, 기존 배터리 체계와 맞아야 하며, 양산이 가능해야 한다. 신동욱 교수는 오랜 시간 축적한 해외 실시간 토토사이트 성과와 특허를 바탕으로 2018년부터 창업국책사업과 예비창업과제를 수행했고, 2020년 3월 한양대학교 창업지원단의 지원을 발판으로 마침내 솔리비스를 창업했다. 그만큼 확신이 있었다.

“고체전해질의 소재 기반은 크게 폴리머계, 산화물계, 황화물계로 분류됩니다. 이 중 가장 먼저 주목받은 것은 산화물계였습니다. 하지만 저는 줄곧 황화물계가 가장 유망하며, 반드시 황화물계여야 한다고 주장해 왔어요. 다른 소재들은 이온전도도가 낮아 대형전지를 구현하기엔 한계가 있기 때문입니다.”

신동욱 교수의 주장은 결국 옳았다. 이후 황화물계가 고체전해질의 핵심 소재로 가장 적합하다는 평가가 시장 전반에 자리 잡았기 때문이다. 다만 황화물계는 지금까지 단 한 차례도 대량 생산된 적이 없는 고난도의 기술 영역이었다. 20여 년간 황화물계 소재를 해외 실시간 토토사이트해 온 신동욱 교수는 또다시 자신만의 길을 개척했다. 국내 경쟁사들이 양산을 위해 주로 건식 공정을 적용한 것과 달리 대량생산에 유리한 습식 공정을 선택한 것이다.

“소재의 고유한 특성을 깊이 이해하고 치밀하게 접근한 결과 얻어낸 최적의 해답입니다. 남들과 차별화되는 독창성은 결국 오랜 연구에서 비롯됩니다. 안정적으로 구축한 양산 체계는 대량생산 시설을 갖춘 강원도 횡성공장 건립으로 완성되었습니다. 올해 완공과 함께 연간 42톤의 고체전해질 생산을 기대할 수 있습니다.”

실험실 밖에서 신동욱 교수는 과감하고 혁신적인 스타트업 CEO로 성공적인 변신을 이뤘다. 기술력을 바탕으로 남들과는 다른 길을 한발 앞서 걸어간 덕분에 솔리비스는 투자자가 먼저 찾는 기업으로 자리매김했다. 창업 첫해부터 시드 펀딩과 팁스(TIPS) 과제를 통해 총 10억 원의 초기자금을 유치했으며 현재까지 누적 투자 유치 금액 422억 원, 기업가치 평가 1125억 원을 기록하고 있다. 솔리비스가 고체전해질 시장을 선도하는 기업이자 앞으로 지속적인 성장 가능성을 지닌 회사임을 증명하는 수치다. 54명의 구성원 중 절반 이상이 R&D 해외 실시간 토토사이트 인력으로 구성된 솔리비스는 기술 경쟁력은 물론, 안정적인 자체 생산 역량까지 확보해 시장에 확실한 존재감을 남기고 있다.

“학교를 벗어나 막상 창업에 뛰어들려고 하면 두려움이 앞섭니다. 하지만 도전해야 합니다. 이공계 고급 인력이 자신들의 우수한 역량을 우리 사회의 경쟁력으로 전환하는 데 힘을 보태야 합니다. 그중 하나가 창업입니다. 저의 지난 20년이 연구의 시간이었다면, 앞으로의 20년은 창업과 실용화를 위한 시간이 될 것입니다.”

실험실 창업을 발판으로 산업 현장에 뛰어든 신동욱 교수는 도전해 볼 가치가 충분하다고 말한다. 더불어 한양인에게도 자신의 역량으로 세상에 도전할 용기를 주문했다. 또 실험실 창업이 성공하기 위해서는 실패에 대한 두려움을 극복할 수 있도록 대학과 정부의 지원 시스템이 더욱 정교해져야 한다고 강조했다.

“실험실 창업이 활성화되려면 학교 구성원의 창업 활동을 정식 업적으로 인정하는 제도가 필요합니다. 다양한 창업은 결국 대학의 경쟁력으로 돌아오기 때문입니다. 물론 쉽지 않은 길입니다. 기술 개발뿐 아니라 투자 유치 과정도 까다롭습니다. 솔리비스도 원료부터 양산까지 명확한 확신을 보여야 하는 엄격한 검증 과정을 거쳤습니다. 그렇지만 모든 과정이 가치 있는 여정임을 확신합니다.”

배터리는 미래를 품는다. 전기자동차, 로봇, 무인항공기 등 차세대 이동형 기기의 혁신을 위해서는 안전하고 지속가능한 에너지원이 뒷받침되어야 한다. 전고체전지가 새로운 에너지 시대를 여는 중심에 있고, 솔리비스는 핵심 소재 기업으로서 차세대 에너지 산업과 발을 맞추고 있다. 신동욱 교수는 고체전해질 양산 원천기술과 100여 개의 국내·외 관련 특허를 통해 세계적 수준의 기업으로 도약할 것을 약속한다.

“한국, 일본, 중국이 배터리 기술 경쟁을 주도하고 있습니다. 국내 이차전지 회사의 경쟁력은 이미 세계 최고 수준입니다. 솔리비스는 안정적인 고체전해질 공급사로 우리나라 에너지 경쟁력을 높이는 데 보탬이 되려 합니다. 나아가 원료 내재화는 물론 배터리 소재의 리사이클링까지 연구할 계획입니다. 자체 에너지 생산부터 저장, 활용까지 아우르는 종합 시스템을 구축해 미래 지능형 에너지 산업에 한 획을 긋고자 합니다.”

신동욱 교수는 다시금 묵묵하게 자신의 길을 개척한다. 치열한 해외 실시간 토토사이트의 시간을 바탕으로 새롭게 써 내려갈 앞으로의 20년, 그의 도전과 창의성이 어떤 모습의 미래 에너지로 빛날지 기대감이 커진다.