2023 한국 이차전지 산업의 미래 : 흑연 국산화와 그래핀 기술 발전이 주도하는 지속 가능한 경제 성장

이차전지 핵심 소재인 흑연의 국산화는 한국 이차전지 산업의 안정적 성장과 에너지 수급 안정성 확보에 중요합니다. 또한, 그래핀 같은 신소재 개발 가능성도 넓혀집니다. 그래핀 기술 발전과 상용화를 추진하는 회사들이 주목받고 있는데 ‘흑연 국산화’는 한국 경제 전반의 성장 동력으로 작용하며, 새로운 비즈니스 모델 탄생과 일자리 창출로 지속 가능한 경제 성장을 이끌 것입니다.

이차전지

이차전지 음극재 소재 ‘흑연’의 중요성과 한국의 현 상황

이차전지는 그 환경 친화적 특성으로 전기차, 에너지저장장치(ESS), 휴대용 전자기기 등 다양한 분야에서 필수적으로 사용되고 있는 에너지 저장 장치입니다. 이차전지의 핵심 구성 요소 중 하나인 음극재는 흑연, 코발트산리튬, 실리콘 등 여러 종류가 있으나, 그 중에서도 흑연은 높은 에너지 밀도와 안정된 성능으로 가장 널리 사용되는 음극재입니다.

그럼에도 불구하고 현재 한국은 이 중요한 원료인 흑연을 외국에서 전량 수입하고 있어서 국제시장의 가격 변동이나 공급 위험이 우리나라 이차전지 산업에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 상황입니다. 따라서 국내 이차전지 산업의 지속 가능한 성장과 경쟁력 강화를 위해 정부와 기업들이 함께 ‘흑연 국산화’를 추진하는 것이 매우 중요하게 여겨집니다.이러한 상황을 인식하여 한국 정부는 이미 ‘흑연 국산화’를 위한 다양한 지원 정책과 프로젝트를 진행하고 있습니다.

그중 하나로 천년형 및 인조형 흑연 자원을 원료로 사용하는 기술 개발에 대한 연구가 진행되고 있습니다. 이렇게 해서 한국은 자체적으로 흑연을 생산할 수 있는 기반을 마련함으로써 외부환경 변동에 디딤돌 없이 안정적으로 성장해 나갈 수 있게 될 것입니다.

이차전지 소재 흑연

한국 정부의 ‘흑연 국산화’ 및 원료화 기술개발 전략

한국 산업통상자원부(산자부)는 이차전지 음극재 소재인 흑연의 안정적 공급을 위해 천연흑연의 국내 매장량 확보와 원료화 기술 개발에 힘쓰고 있습니다. 이를 위한 주요 사업으로 ‘음극재용 흑연광 스마트 탐사 및 원료화 기술개발’이 진행되고 있으며, 이는 한국에너지기술평가원이 주도하고 있습니다.

이 사업은 보민글로벌 (주)를 비롯하여 여러 연구기관들이 참여하며, 천년형과 인조형으로 구분되는 천녀형 자원을 원료로 사용하는 기술 개발에 집중하고 있습니다. 또한, 이 과정에서 고려되어야 할 다양한 요소들, 예를 들면 환경 영향 평가, 지질학적 조건 분석 등도 함께 수행하여 지속 가능한 자원 개발 방안을 모색하고 있습니다.

뿐만 아니라 정부는 이러한 연구개발 노력 외에도 각종 규제 완화와 R&D 지원 등 다양한 방안을 동시에 추진함으로써 흑연 국산화를 가속화하는 전략을 취하고 있습니다. 이렇게 해서 우리나라가 세계적인 자유로운 구입 가능한 자원 시장에서 중요한 위치를 찾아갈 수 있는 발판을 마련할 것입니다.

이차전지 소재 그래핀

그래핀 제조 및 활용 산업의 성장과 그래핀 관련주 동향

그래핀*은 흑연을 0.1nm 두께로 얇게 떼어낸 단층 구조의 물질로, 탄소 원자가 육각형으로 배열되어 있습니다. 이러한 구조적 특성 때문에 그래핀은 전도성, 열전도성, 기계적 강도 및 내구성 등이 매우 우수하여 전자기기, 에너지 저장장치, 항공우주 등 다양한 분야에서 활용될 수 있는 차세대 소재로 주목받고 있습니다.

*그래핀은 탄소 원자가 2차원의 육각형 격자 모양으로 연결된 단일층 구조를 가진 물질입니다. 이러한 구조는 그래핀이 매우 얇고 경량이며, 동시에 높은 강도를 가지게 합니다. 그래핀의 특성 중 일부는 다음과 같습니다

  • 전기 전도성: 그래핀은 매우 높은 수준의 전기 전도성을 가지고 있어서 반도체, 배터리, 슈퍼캐패시터 등 다양한 분야에서 활용됩니다.
  • 열전도성: 그래핀은 뛰어난 열전도성을 가지고 있어서 열 관리 장치에 사용될 수 있습니다.
  • 기계적 강도: 그래핀은 아주 얇으면서도 강력한 인장강도를 가지고 있어서 복합재료나 코팅재료로 사용될 수 있습니다.
  • 투명성: 그래핀은 거의 모든 파장의 빛을 통과시킬 수 있는 투명 소재입니다.

이러한 속성들로 인해 그래핀은 에너지 저장 장치, 센서, 반도체 및 디스플레이 기술 등 다양한 분야에서 차세대 소재로 주목받고 있습니다.

국내 증시에서는 이러한 그래핀의 가치를 인식하고 이를 제조하거나 활용하는 여러 종목들이 그래핀 관련주로 분류되며 주목받고 있습니다. 대표적인 종목으로는 엘엠에스와 나노가 있는데, 이들 회사는 각각 그래핀 잉크와 필름을 생산하여 세계 시장 점유율 1위를 기록하고 있습니다.

또한 자동차 부품 제조사인 오리엔트정공은 그래핀을 활용하여 더욱 고품질의 자동차 부품을 개발하는 방안을 모색하고 있으며, 반도체 및 디스플레이 소재 개발에 집중하는 상보와 시노펙스는 고성능 반도체 및 디스플레이 개발에 그래핀의 우수한 전기·열 전도성을 활용하고 있습니다.

그 외에도 센서 개발 회사인 크리스탈신소재와 배터리 소재 개발 회사인 해성디에스는 각각 센서 및 배터리 소재 개발에서 그래핀의 특성을 적극적으로 활용하여 신제품과 기존 제품의 성능 향상에 기여하고 있습니다.

이처럼 다양한 분야에서 그래핀 사용이 확대되면서 관련 주식들은 앞으로 지속적인 성장을 기대할 수 있으며, 이는 한국의 그래핀 산업 및 관련 시장의 활성화를 이끌어 낼 것으로 예상됩니다.

결론: ‘흑연 국산화’의 중요성과 한국 경제에 미치는 영향

한국의 ‘흑연 국산화‘ 추진은 이차전지 산업의 안정적인 성장을 위한 필수적인 단계입니다. 흑연은 이차전지의 핵심 소재로서, 그 생산과 공급이 에너지 수급 안정성을 확보하는 데 매우 중요합니다. 또한, 흑연으로부터 파생된 신소재인 그래핀은 그 용도가 다양하여 전자기기, 에너지 저장장치, 항공우주 등 여러 분야에서 활용될 수 있습니다.

그래핀 기술 발전과 상용화를 앞당기는 회사들에 대한 관심도 점점 높아지고 있습니다. 엘엠에스와 나노와 같은 회사들이 그래핀 잉크와 필름을 제조하고 있으며, 오리엔트정공, 상보, 시노펙스 등 다른 회사들은 각각 자동차 부품, 반도체 소재 및 디스플레이 소재에 그래핀을 적극적으로 활용하고 있습니다. 크리스탈신소재와 해성디에스는 센서 및 배터리 소재 개발에서 그래핀의 우수성을 인식하고 활용하면서 매출과 수익성을 향상시키는 방안을 모색하고 있습니다.

따라서 ‘흑연 국산화’는 단순한 원료 생산 문제를 넘어 한국 경제 전반의 성장 동력으로 작용할 것입니다. 이를 위해 정부와 민간이 함께 지속적인 연구개발과 투자를 진행함으로써 한국이 세계 경제에서 주도적인 역할을 하게 될 것입니다. 이러한 과정에서 새로운 비즈니스 모델이 탄생하고 일자리가 창출되면서 지속 가능한 경제 성장이 가능해질 것입니다.