○ 리튬 이차전지의 필요성

- 최근 지구온난화에 따른 급격한 기후변화를 억제하기 위해 이산화타소 감축 정책 등으로 화석연료의 사용이 제한되고 새로운 에너지원의 확보가 전 세계적으로 화두가 되고 있음. 특히, 신에너지 사업과 관련하여 리튬 이차전지는 지난 1991년 일본에서 상용화를 시작으로 현재까지 가파른 성장세를 이어가고 있음. 현재는 리튬 이차전지의 성능 극대화를 위한 각국의 기술개발과 시장선점에 있어 매우 경쟁적인 상황임.

- 리튬 이차전지는 스마트워치 등의 소형 디바이스기기에서 전기자동차(Electric Vehicle; EV)나 전력 저장 장치 (Energy Storage System; ESS) 등의 중대형 저장 장치로 확대 적용되고 있음. 향후 세계 리튬 이차전지 시장은 자동차용 및 전력 저장용 중대형 이차 전지시장이 이끌어 나갈 것으로 전망됨. 이에 보다 높은 에너지 밀도와 고출력 특성을 갖는 전지를 개발하기 위한 고용량, 고출력을 갖는 핵심 소재의 개발 및 공정 기술 개발이 요구됨.

○ 태양전지 제조공정에서 배출되는 폐슬러지의 환경오염 문제

- 최근 태양광 산업의 비약적인 발전으로 현재 실리콘 원료 소재의 공급 부족 사태가 심각하게 대두되고 있고, 이에 따라 실리콘 원료 소재의 가격 폭등 현상이 발생하고 있어, 실리콘 원재료의 원활한 수급을 확보하기 위한 노력이 관련 산업계에서 현안으로 등장.

- 일반적으로 태양광 웨이퍼 제조공정에서는 단결정, 다결정 또는 무정형의 실리콘 잉곳을 여러 개의 와이어 쏘로 동시에 절삭함으로써, 저 비용으로 다수의 웨이퍼를 생산하는 방식을 취함.

□ 태양전지 폐슬러지 화학 처리 고순도 실리콘 정제 pilot scale 제조 장비 개발

- Pilot scale 제조 장비의 히터 위치 및 가열 방법에 따른 설계 진행

- 화학 시약 적용 가능 membrane 및 filtration 설계 진행

- Pilot scale 제조 장비의 화학 시약의 함량 및 반응 온도에 따른 고순도 실리콘 특성 최적화

ꞏ SEM: Morphology, XRD: 구조분석, XPS: 성분 정성/정량 분석, ICP: 성분 정성/정량 분석, 탄소분석기: 탄소함량 분석, 수분분석기: 수분함량 분석

- 태양전지 폐슬러지 및 H2O2/H2SO4의 최적 함량비 기반 재활용 횟수 연구

화학시약의 재사용 횟수에 따른 고순도 실리콘 특성 최적화

총 연구비 : 50,000,000 원