성균관대, 알루미늄 공기전지 개발 이끈다

성균관대학교가 과학기술정보통신부의 혁신도전형 프로젝트인 ‘자원순환형 초고에너지밀도 주유형 알루미늄 공기전지 사업’을 총괄한다. 총사업비는 310억 원이며, 연구는 지난 4월부터 2030년 12월까지 약 5년간 진행된다. 서종환 성균관대 기계공학부 교수가 사업단장을 맡아 산·학·연 컨소시엄의 연구개발을 총괄 관리한다.

연구진은 도심항공교통(UAM), 드론, 무인 이동체, 데이터센터처럼 장시간 높은 전력을 요구하는 첨단 기기에 적용할 차세대 전원 시스템을 개발한다. 알루미늄 공기전지는 알루미늄과 공기 중 산소의 반응으로 전기를 생산하는 기술이다. 리튬이온 배터리보다 높은 에너지 저장 능력을 갖추고 폭발 위험이 적으며, 풍부한 알루미늄 자원을 활용해 원료를 안정적으로 확보할 수 있다는 점이 핵심이다.

이번 과제에는 장시간 충전하는 기존 배터리 방식과 달리 소모된 알루미늄 연료를 신속하게 바꾸는 ‘주유형’ 개념이 적용된다. 사용 후 남은 알루미늄을 회수해 다시 활용하는 자원순환 기술도 동시에 구현한다. 연구진은 고효율과 지속가능성을 함께 갖춘 친환경 전력 발전 플랫폼을 세계 최초로 완성한다는 목표를 세웠다.

연구 범위는 핵심 소재와 전극부터 셀, 통합 시스템, 실무 검증과 사업화까지 이어진다. 성균관대는 신소재공학·기계공학·화학공학·시스템경영공학 분야의 연구 역량을 결집한다. 한국세라믹기술원·한국전자기술연구원·한국재료연구원과 고려대·연세대·부산대, 삼성SDI·에어빌리티·알멕·이유텍이 협력하며, 미 공군연구소와 미국 라이스대의 연구 네트워크도 활용할 계획이다.