TEESMAT – 전기화학 에너지 저장 소재를 위한 개방형 혁신 테스트베드
프로젝트 개요
배터리가 개발된 지 200년이 넘었음에도 불구하고, 배터리 성능의 물리적 한계에는 아직 한참 못 미치고 있습니다. 배터리 내부의 물리화학적 과정이 매우 복잡하기 때문에, 어떤 개발을 하든 전기화학 셀의 작동에 관여하는 모든 물질의 본질적인 변화와 상호작용을 정확히 규명하고 모니터링하는 데 크게 의존할 수밖에 없습니다. 현재 산업화된 시스템에서 성능 한계가 어디에서, 어떻게 도달되는지를 제대로 이해한다는 전제 하에, 평균 성능 지표(질량, 부피 또는 비용 단위당 비에너지, 사이클 수명)는 이론적으로 모두 상당히 향상될 수 있습니다. 이는 우리 기술의 미래를 좌우할 이 중요한 분야가 얼마나 새롭고 접근하기 쉬운 특성 분석 기술에 의존하고 있는지를 여실히 보여줍니다. 이러한 거대한 과제를 고려할 때, EU 산업계가 첨단 특성 분석 솔루션에 접근할 수 있도록 하는 것은 혁신을 가속화하고 재료가 차지하는 막대한 비용 비중을 줄이는 데 핵심이 될 것입니다. 그러나 여러 병목 현상으로 인해 기업들이 새로운 기술에 접근하는 데 어려움을 겪고 있으며, TEESMAT는 ‘개방형 혁신 테스트베드(OITB) ’를 출범함으로써 11개 유럽 국가의 강점을 활용하고, 탁월한 성능과 능력을 갖춘 새로운 특성 분석 솔루션을 구현하는 물리적 시설, 역량 및 서비스에 대한 접근을 용이하게 함으로써 이에 대한 포괄적인 해답을 제시합니다.
목표:
TEESMAT의 전반적인 목표는 대기업과 중소기업을 대상으로 특성 분석 및 데이터 분석을 포함하여, 산업 현장에 적용 가능한 혁신적인 문제 해결 기술 및 서비스에 대한 접근 장벽을 낮추는 것입니다. 이 목표는 재정적으로 지속 가능한 ‘개방형 혁신 테스트베드( OITB)’를 구축하고 운영함으로써 달성될 것이며, 이곳에서 제공되는 기술과 서비스는 친환경적이고 안전하며 고성능의 배터리 솔루션 개발 과정에서 직면하는 다양한 문제를 해결하는 데 기여할 것입니다. TEESMAT의 세 가지 핵심 목표는 다음과 같습니다:
- 첨단 소재의 특성 분석, 모델링 및 데이터 정보학 분야에 대해 효과적이고 중앙에서 관리되는 접근 방식을 제공하기 위해 OITB를 구축하고;
- 지속적이고 중대한 영향을 미치는 산업 현안을 해결함으로써 OITB의 부가가치를 입증하고;
- OITB의 성장, 지속성, 재정적 안정성 및 이해관계자의 지지를 확보한다.
컨소시엄
TEESMAT 컨소시엄은 9개의 서비스 제공업체(SEMILAB, INCORE, CERTH, CEA, ZSW, VITO, ESRF, TECNALIA, SERMA)로 구성되어 있으며, 10개 서비스 이용자(ZINERGY, LITHOPS, YUNASKO, GENES’INK, SUNLIGHT, NORTHVOLT, ARKEMA, UMICORE, CEGASA 및 CRF-FIAT)의 적극적인 참여 하에 24건의 사용자 접근 사례를 통해 재료 특성 분석 경험을 공유하며 서비스를 개발하고 있습니다. TEESMAT는 CEA와 WAVESTONE이 관리 및 조정을 담당하고 있습니다. EBN은 홍보 및 결과 확산 업무와 활동을 맡고 있습니다. 10개국에서 온 총 14개의 중소기업 및 대기업이 전체 가치 사슬을 따라 서비스의 공급 및 수요 양측에서 기여하고 있습니다. 이 컨소시엄은 프로젝트에 있어 매우 긴밀하게 연계되고 분야를 초월하는 포괄적인 학제간 역량을 제공하고 있습니다.
프로젝트 기간 동안, 컨소시엄은 OITB의 경험을 확대하고 TEESMAT 이후에도 그 지속성을 확보하기 위해 추가적인 EU 서비스 이용자 및 제공자를 유치하는 것을 목표로 합니다.
GenesInk의 역할과 기대 사항
GenesInk는 TEESMAT에 서비스 이용자로 참여하고 있습니다. TEESMAT의 틀 안에서 GenesInk는 “모든 프린팅 배터리 사용 사례”와 관련된 해결책과 해답을 모색하고 있습니다.
실제로 GenesInk는 폴리머 유연 기판의 구리(Cu) 금속화를 위한 두 가지 솔루션, 즉 무전해 금속화와 구리 나노잉크를 개발하고 있습니다. 구리는 인쇄형 유연 배터리에 전류 수집체로 통합될 것입니다. 구리는 공정(증착 및 경화) 중에 산화되기 쉽습니다. 게다가 산화와 나노입자(NPs)의 응집으로 인해 구리의 보관은 까다로운 과제입니다. 저장 중 액상에서의 구리 산화 현상과 공정(증착 및 경화) 중 인라인에서 발생하는 산화 현상을 모니터링하기 위한 도구가 필요합니다. 또한, 증착된 구리 잉크의 품질을 분석하고, 산화 및/또는 배터리 층(전극, 전해질 등)에 의한 오염으로 인해 발생하는 모든 결함을 제어하기 위한 도구도 필요합니다.
