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단일벽 탄소나노튜브(Single walled carbon nanotube : SWCNT)는 전기방전법, 레이저기화법, HiPCO, eDIPS, Floating catalyst 순으로 발전해왔다. 현재는 eDIPS를 포함하는 Floating catalyst 방법만이 상용화에 성공하였으며, 러시아와 중국에서만 소규모 양산이 이루어지고 있다. 이큐브머티리얼즈는 Floating catalyst 방식에 의한 SWCNT 개발을 꾸준히 진행해왔으며, 2025년에는 그 성과로 수평 CVD 방식의 FCCVD장치를 자체 개발하여 고품질의 SWCNT를 선보이고, 최근에는 분산용 SWCNT 공급을 시작하였습니다.
SWCNT는 실리콘음극재가 리튬이온전지에서 충분한 수명을 내도록 도와주는 도전재로 실리콘음극재 간의 전도성 네트워크를 형성해 실리콘의 팽창과 수축에도 일정한 전기전도성을 유지하는 유일한 도전재이다. 국내 실리콘음극재 시장의 성장과 함께 SWCNT 사용량도 빠르게 증가하고 있어서 100%의 점유율을 가진 수입산을 국산으로 대체하는 기술개발이 시급한 상황이다.
그동안 국내에서 개발된 SWCNT 합성장치는 연구기관과 대학에서 개발한 장비로 연구용에 적합한 낮은 생산성을 가진 장비들이었다. 이에 이큐브머터리얼즈는 SWCNT의 생산성을 높이고 품질을 균일하게 할 수 있는 수평형 FCCVD 장비를 자체 개발하였다. 특히, 촉매 주입속도를 올리는 신기술을 개발하여 단위체적 당 생산속도를 기존 대비 5배 향상시켰다.
이큐브머티리얼즈는 상향식 수직형 합성장치, 하향식 수직형 합성장치 등을 개발 단계에서 시험하였으나, 챔버의 열기가 위로 올라가는 문제로 인해 노즐의 가열과 막힘, 상부 회전기류에 의한 불량 발생, 중앙과 외곽 가스흐름 차이에 의한 불량 발생 등의 문제를 겪어왔다. 특히, 수직형에서 1회 시험 후 긴 냉각시간은 실험 중 가장 아까운 시간이었다. 우리는 이에 실험을 좀 더 빠르고 안정적으로 진행하기 위해 수평회전식 SWCNT 합성장치를 개발하여 사용하게 되었다. (특허 출원) 수평형은 1300도에서도 낮은 주입노즐 온도를 유지할 수 있고, 400도의 높은 잔열에서도 샘플을 회수할 수 있어서 단시간에 많은 실험을 할 수 있는 장점이 있다. 우리는 이를 통해 1년만에 경쟁사들 보다 5배 높은 단위체적 당 생산속도를 개발하였다.
신규 개발 장비를 사용하여 합성한 SWCNT는 순도 60%에 IG/ID = 35로 만들어지고 있다. 우리는 기상 정제를 통해 금속 함량 10% 이하에 SWCNT 90% 이상을 만들어내고 있으며, 분산용 샘플을 공급합니다. 26년에는 95% 이상의 순도를 가지면서 기존보다 분산이 쉬운 최적 SWCNT를 공급할 계획입니다.
이큐브머티리얼즈는 2025년에는 분산용 SWCNT 공급을 시작하였습니다. 2026년에는 파일롯플랜트를 통해 연간 200kg 생산장비를 구축하고 고객들이 분산액 개발을 지원할 것입니다.
2027년도에 연간 1톤 생산이 가능한 양산장비를 만들 것입니다. 우리는 SWCNT 사업을 확장시켜갈 파트너를 모집합니다.
