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| 제목 : 상명대 연구팀, 바이오 고분자 결합한 정밀 분리막 소재 기술 실증
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| 2026년 10월 15일 10:36 권현수 기자 |
| 상명대 연구팀, 바이오 고분자 결합한 정밀 분리막 소재 기술 실증 |
강상욱 상명대 교수 "기공 양보다 "연결성"이 핵심…셀룰로오스 분리막 지평 확정"
 국내 연구진이 친환경 바이오 고분자를 활용해 기존 분리막의 불균일한 기공 구조를 개선하고 물질 전달 효율을 대폭 높인 분리막 제조 기술을 확보했다.
상명대학교는 강상욱 화학에너지공학과 교수 연구팀이 셀룰로오스 유래 고분자인 하이드록시에틸셀룰로오스(HEC)를 소량 첨가해 기공 구조를 균일하게 조절하는 친환경 다공성 분리막 제조 기술을 개발했다고 15일 밝혔다.
식물 유래 셀룰로오스 아세테이트(CA) 기반 분리막은 가공성이 우수해 친환경 소재로 꼽히나, 제조(비용매 유도 상분리) 과정에서 용매와 비용매의 급격한 교환으로 내부에 길고 불균일한 기공(매크로보이드)이 형성되는 한계가 있었다. 이는 분리막 전체의 구조적 불균일성을 유발하고 실제 물질 이동 효율을 떨어뜨리는 원인으로 지목됐다.
연구팀은 친수성이 높은 HEC를 CA 고분자에 소량 투입하는 방식으로 상분리 속도를 제어, 내부 기공을 균일한 스펀지 구조 형태로 개량했다.
실험 결과, HEC를 첨가한 분리막은 기존 대비 기공률이 77.3%에서 87.3%로 상승했다. 기체 100cc가 분리막을 통과하는 시간인 '걸리값'(Gurley value)은 질소 기체 기준 120.1초에서 72.6초로 약 40% 단축됐다. 이산화탄소 투과 테스트에서도 걸리값이 감소해 기체 투과 효율이 전반적으로 상승한 것으로 집계됐다. 연구팀은 고기공률 확보 상태에서도 이차전지 배터리용 소재로 활용 가능한 수준의 열적·화학적 안정성을 유지했음을 확인했다.
강 교수는 "단순히 기공의 양을 늘리는 것보다 기공 구조가 얼마나 균일하고 정교하게 연결되어 있는지가 물질 전달 역량의 핵심임을 입증했다"며 "셀룰로오스 유래 소재 소량 투입만으로 상분리 거동과 기공 구조를 제어할 수 있다는 점에 기술적 의의가 있다"고 평가했다.
이번 연구는 이차전지 분리막을 비롯해 수처리 필터, 기체 분리막 등 환경·에너지 기능성 고분자막 분야의 기초 소재 제어 기술로 활용될 것으로 전망된다.
권현수 기자 khs@mt.co.kr
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