꿈의 신소재, 그래핀은 무엇인가?

최근 코스닥 상장자 크리스탈신소재는 고품질 그래핀 용액 개발 소식에 3거래일 연속 상한가를 기록했다. '꿈의 신소재'라 불리며 청정 에너지 혁명의 주역으로 관심받고 있고, 다양한 산업 분야의 핵심 소재로 활용되는 그래핀에 대해서 살펴본다.

그래핀이란 무엇인가?

그래핀은 흑연을 뜻하는 '그래파이트'(Graphite)와 화학에서 탄소 이중결합 형식을 띤 분자를 뜻하는 접미사인 'ene'을 결합해 만든 용어이다. '꿈의 신소재'로 불리는 그래핀은 얇은 두께에 비해 강한 내구성과 전류를 가장 잘 통과시키는 것으로 주목받으면서 청정 에너지 혁명의 주역으로 관심받고 있다. 태양전지, 전기차 배터리 등 산업 분야의 핵심 소재로 사용되며 우리 일상 생활에 많은 도움을 줄 것으로 기대되고 있다.

그래핀의 역사

그래핀은 2004년 영국 맨체스터대학교의 안드레 가임 교수와 콘스탄틴 노보셀로프가 이끄는 연구진에 의해 최초로 발견되었으며, 이들은 2010년 노벨 물리학상을 공동 수상하기도 했다. 이들은 테이프를 사용하여 흑연 시트에서 두께가 1원자층인 그래핀을 분리해내었고, 이론적으로는 0차원에서 3차원까지 확장될 수 있는 다양한 소재들을 연구하는 분야에서 매우 중요한 발견을 이루어냈다고 평가받는다

그래핀의 특징

그래핀은 매우 높은 기계적 특성, 전기적 특성, 열적 특성을 가지고 있다. 특히, 그래핀의 전기전도도는 금속의 100배 이상이며, 열전도도는 다이아몬드와 유사하다고 한다. 이러한 특징으로 인해 그래핀은 다양한 분야에서 새로운 기술을 개발하기 위한 매우 중요한 소재로 간주되고 있다.

그래핀 활용 분야

최근 그래핀에 대한 연구가 활발해지면서, 다양한 분야에서 사용되고 있다. 특히, 전자, 정보통신, 화학 등의 분야에서 그래핀을 적용한 새로운 기술이 개발되고 있고, 태양전지, 전기차 배터리 소재 분야에서 활용도가 주목받으면서 큰 관심을 받고 있는 상황이다.

전기분해 동박과 그래핀

그래핀은 우수한 내구성과 전기전도도를 특징으로 하고, 입경이 작아 균일하게 분산되어 전기분해 동박에 주요 소재로 활용되고 있다. 이러한 전기분해 동박은 동 클래드 적층판(CCL), 인쇄 회로 기판 (PCB), 신재생 리튬이온배터리 등 분야에서 핵심 원자재로 쓰이고 있다.

그래핀 관련주

현재 꾸준한 기술개발을 통해 고품질 그래핀을 생산하고 있는 대장주는 크리스탈신소재(900250)이다. 이외에도 자회사에서 산화그래핀을 생산 중인 경인양행(012610), 그래핀 관련 국책과제를 수행 경험이 있는 엑사이엔씨(054940), 그래핀과 CNT를 결합한 도전재 개발 성공 이력과 그래핀 기반 유인 드론용 이차전지 개발 추진을 밝힌 이엔플러스(074610), 고순도 그래핀 섬유 개발에 성공하며 친환경섬유 에코그래핀텍스양산을 진행중인 휴비스(079980) 등이 있다.