‘다층 그래핀’ 기술을 개발한 한국전기연구원 김호섭 박사(사진 왼쪽)와 남수현 연구원이 이 기술로 구현한 기판을 들고 기념사진을 찍고 있다. 한국전기연구원 제공

한국전기연구원(KERI)이 AI 데이터센터 등에 사용되면서 전력 손실 등을 획기적으로 줄이는 차세대 초고성능 복합도체를 대량 생산하는 기반 기술 개발에 성공했다.

한국전기연구원은 전력케이블연구센터 연구팀(김호섭 박사·남수현 연구원)이 뜨거운 열 없이 상온에서 ‘다층 그래핀’을 직접 입히는 원천 기술을 확보했다고 27일 밝혔다. KERI에 따르면 최근 전기차 등 전력기기가 늘면서 같은 크기의 도체에서 전력 손실과 열 발생을 줄이는 새로운 소재가 필요해졌다. 탄소 원자가 벌집 모양으로 배열된 얇은 ‘그래핀’은 구리와 결합하면 차세대 도체가 될 수 있으나 고품질 그래핀은 다른 소재 위로 옮겨 붙여야 하는 까다로운 공정이 요구돼 도입하기가 쉽지 않았다.

KERI 연구원팀은 반도체나 ㄷ스플레이 등 산업 현장에서 널리 쓰이는 박막(얇은 막) 제조 기술인 ‘스퍼터링’(Sputtering)을 이용해 이를 구현했다. 기판 위에 한두 겹 수준의 매우 얇은 고품질 ‘그래핀’부터 여러 겹이 차곡차곡 쌓인 ‘그래파이트(흑연)’까지 박막을 만드는 기술을 개발한 것이다. 연구팀은 연구의 신뢰성을 높이기 위해 인천대 김준호 교수팀, 경북대 이세희 교수팀과 협력했고, 기술의 객관성까지 입증했다. 이런 성과는 최근 재료 표면과 코팅 기술 분야 국제 최상위급 학술지에 게재됐고, 기술 보호를 위한 국내 특허 3건과 국외 특허 출원도 마쳤다.