[기계신문] 과학기술정보통신부와 한국산업기술진흥협회는 대한민국 엔지니어상 2022년 8월 수상자로 SK온㈜ 황덕철 PL(Professional Leader)과 이병돈 ㈜전진엔텍 연구소장을 선정했다고 밝혔다.
‘대한민국 엔지니어상’은 산업현장의 기술혁신을 장려하고 기술자를 우대하는 풍토를 조성하기 위해 매월 대기업과 중소기업 엔지니어를 각 1명씩 선정하여 과학기술정보통신부 장관상과 상금 500만원을 수여한다.
대기업 수상자인 SK온㈜ 황덕철 PL은 이차전지의 성능을 높이는 고용량 니켈 양극재의 니켈 함량을 세계 최고 수준으로 높여 우리나라 배터리 산업기술의 세계 시장 선도에 기여한 공로를 인정받았다.
이때 고용량 니켈 양극재란 니켈 함량을 80% 이상으로 증가시켜 에너지 밀도를 높임으로써 배터리의 무게와 부피를 줄일 수 있는 양극재를 말한다.
황덕철 PL은 배터리 분야에서만 24년 이상 연구개발 활동에 헌신해 왔으며, 특히 전기자동차용 배터리의 핵심 소재인 양극재 분야에서 지속적인 연구개발을 수행하여 공적과 전문성을 확보해왔다.
2010년대 중반부터는 전기자동차의 주행거리 향상에 결정적인 역할을 하는 고에너지밀도 양극재 개발에 매진했다. 2014년 니켈 함량 60%를 시작으로, 2016년 니켈 함량 80%, 2019년 83%, 2020년 88%에 이르는 세계 최초 3연속 고용량 니켈 양극재의 개발과 양산에 성공했고, 이는 현대차 아이오닉5, 기아차 EV6, 포드 F-150 라이트닝 등 고성능 전기자동차에 적용되는 쾌거를 이룩했다.
일반적으로 양극재에 니켈 함량이 증가할수록 에너지 밀도가 높아져 같은 용량의 배터리라도 더 적은 무게와 작은 부피로 만들 수 있게 된다. 하지만 동시에 수명과 고온 저장 특성이 불리해져 개발 난이도가 대폭 상승하게 된다.
이로 인해 많은 연구원이 고용량 니켈 기술 개발에 어려움을 겪었으나, 다년간의 배터리 소재 개발 경험을 바탕으로 양극재의 구조적 안정성 강화를 위한 특별한 방법 ‘Multi-Component Doping’을 적용하여 표면 코팅 기술, 세정 기술의 어려움을 극복해냈다.
황덕철 PL은 “고용량 니켈 양극재 개발은 연구원 모두의 합심으로 이루어낸 기술혁신 성과”라며 “K-배터리가 초격차 기술을 확보해 경쟁력을 강화할 수 있도록 연구개발에 매진하겠다”고 수상소감을 밝혔다.
중소기업 수상자인 이병돈 ㈜전진엔텍 연구소장은 증류탑 공정 설계 최적화 등 에너지 절감 신기술 개발로 우리나라 석유화학 산업경쟁력 강화에 기여한 공로를 인정받았다. 증류탑은 서로 섞여 있는 액체혼합물을 증류하여 연속적으로 분리하는 장치이다.
이병돈 연구소장은 국내외 석유화학 플랜트의 증류탑의 설계와 용량 증대 개조 업무에 활발한 활동을 해왔으며, 해외 의존도가 높았던 증류 기술 국산화를 성공시켜 국내 부품업체들의 성장 및 기술경쟁력 강화를 이끌었다.
석유화학산업의 분리공정에 사용되는 에너지 중 85%가 증류공정에 의해 소비되고 있는 상황에서, 증류탑 공정을 신증류 기술로 최적화하고 고효율 화공기 내장품을 개발하는 등 에너지절감 신기술을 개발했다.
또한, 해양플랜트 ‘TOP SIDE Separator’ 기술 개발로 세계시장 점유율 확보를 통한 국가경쟁력 향상에 기여하였으며, 이를 육상 플랜트에 적용하여 연평균 매출 15% 이상 증가시키는 등 국내의 해당 분야에서 독자적인 기술력을 통해 성과를 창출해왔다.
현재 이병돈 연구소장은 분리공정의 전체를 총괄하며 보다 혁신적인 새로운 신증류 공정 기술인 분리벽 증류탑의 공정 기술 개발과 혐기성 소화조 이산화탄소 포집·저장·활용에 관한 연구와 바이오매스에 의한 바이오 수소 개발 등 활발한 연구개발을 수행하고 있다.
석유화학산업에서 분리공정에 사용되는 에너지 중 85%를 소비할 정도로 증류공정은 에너지 소모가 크다. 이병돈 연구소장은 신증류 기술 개발을 통한 증류탑 공정 최적화로 에너지 소비를 13% 이상 절감했다.
또한, 고효율의 화공기 내장품 개발로 증류탑 용량을 40% 이상 증대하는 성과를 냈다. 화공기 내장품은 석유화학공장의 타워 내부에서 기체와 액체의 반응 면적을 증가시켜 각 공정의 효율성을 높여주는 제품이다.
이병돈 연구소장은 “30년 이상 증류공정 신기술을 부단히 연구해온 성과”라며 “탁월한 성능의 분리증류 신제품 개발로 세계 일류기업으로 도약하여 국가경쟁력 강화에 기여하겠다”고 밝혔다.
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