RIST, 그래핀 양산과정의 폐액·폐수 친환경 처리 시스템 기술 개발

포항산업과학연구원(RIST)이 그래핀 제조 양산공정에서 나오는 폐액과 폐수 문제를 해결할 수 있는 '폐액 및 폐수 친환경 처리 시스템' 기술을 개발, 그래핀스퀘어에 이전했다.

그래핀은 탄소 원자 1개 층이 벌집 모양으로 연결된 나노 물질이다. 전기가 잘 통하면서 열 전도성이 높고, 인장 강도가 강철의 최대 200배에 달하는 특성이 있다. 두께는 종이 10만분의 1로 얇고 투명하며 유연한 성질까지 갖춰 '꿈의 신소재'로 불린다.

이번 기술은 그래핀 제조 시 지지체로 활용된 금속 박막을 제거한 에칭액을 전기화학적으로 고순도 구리로 재생하는 것과 세정 공정에서 발생하는 폐수를 고효율 진공 증발농축법을 통해 최소화하는 기술이다. 폐액으로부터 구리 회수율 80% 이상 순도 99.9% 이상을 달성했으며, 구리 회수 후 에칭액은 재생해 생산비용을 최소화할 수 있는 기술이다.

RIST가 개발한 폐액 및 폐수 친환경 처리시스템을 적용한 롤투롤 방식 그래핀 대량제조 공정도

그래핀 양산 시설 구축에 있어 최대 난제 중 하나였던 에칭 및 세정 공정 후 발생하는 폐액의 재활용과 세정수의 친환경적 처리가 가능하게 된 것이다.

그래핀스퀘어는 세계 최초로 화학기상증착법(CVD)를 이용해 롤투롤 방식 그래핀 대량 제조 기술을 보유한 기업이다. 이 회사는 RIST 융합혁신연구소와 기술협력을 통해 파일럿 설비를 구축, 관련 기술을 양산에 적용할 수 있도록 검증하는 절차도 거쳤다.

이를 기반으로 포항시 블루밸리 국가산업단지에 연간 10만㎡ 이상 생산할 수 있는 그래핀 양산공장을 구축할 계획이다. RIST와 그래핀스퀘어는 앞으로 양산 설비 구축 전반에 기술협력을 진행해 세계 최초 대면적 그래핀 필름 상용화를 달성한다는 계획이다.

정재훈기자 jhoon@etnews.com