가압 장치 없이 작동 가능한 하이브리드 계면층 기술 개발
2026년 9월 14일, 포항공과대학교(POSTECH) 화학과 박승수 교수 연구팀과 조창신 교수 연구팀이 전고체 배터리의 핵심 제약으로 꼽혀온 '고압력 의존성'을 낮추는 기술을 공동 발표했다(영남경제, 2026년 9월 14일). 연구진은 맥신(MXene)·실리콘(Si)·은(Ag)을 결합한 박막 하이브리드 계면층을 적용해 기존 황화물계 전고체 배터리에서 불가피하게 요구되던 높은 물리적 가압 수준을 크게 줄였다고 밝혔다. 이 결과는 무거운 가압 장치 없이도 전극과 전해질 사이 접촉 저항을 낮추고 이온 전도도를 확보할 수 있는 가능성을 처음으로 실험적으로 뒷받침했다는 점에서, 전기차 배터리 팩 설계와 비용 구조에 직접 영향을 줄 수 있는 기술적 전환점으로 평가된다.
황화물계 전고체 배터리가 왜 '고압력 의존성'을 벗어나지 못했나 황화물계 전고체 배터리는 에너지 밀도와 화재 위험 감소 측면에서 차세대 전기차의 유력 후보로 평가돼왔다.
그러나 전극과 고체전해질 간 완전한 물리적 접촉을 유지하려면 외부에서 지속적으로 높은 압력을 인가해야 했다. 이를 구현하는 가압 구조물은 배터리 팩의 무게와 부피를 증가시켰고, 차량 플랫폼 설계와 제조 공정 양쪽에서 복잡성을 높이는 요인으로 작용했다. 결과적으로 전고체 배터리는 에너지 밀도 면의 이론적 우위에도 불구하고, 실사용 차량에서의 주행거리와 비용 경쟁력 측면에서 기대에 부합하지 못하는 상황이 이어졌다.
세 가지 소재의 결합, 그리고 실험적으로 확인된 성과 POSTECH 연구진이 제시한 해법의 핵심은 소재 조합의 설계에 있다. 맥신(MXene)은 높은 전기전도성과 2차원 층상 구조로 계면에서의 전자 이동을 돕고, 실리콘(Si)은 리튬 이온을 수용하는 고용량 음극 소재로서 계면 활성을 높이며, 은(Ag)은 이온 전달 경로에서 전도성 네트워크를 강화하는 역할을 한다.
이 세 소재를 얇은 박막 형태의 하이브리드 계면층으로 통합함으로써, 연구팀은 전극과 전해질 사이의 접촉 저항을 줄이고 이온 전달 경로를 개선하는 동시에, 기존 시스템 대비 훨씬 낮은 압력 조건에서도 배터리 성능을 유지할 수 있음을 실험적으로 확인했다.
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영남경제의 2026년 9월 14일 보도가 전한 이 결과는 이론적 예측이 아닌 실험 데이터에 기반한 기술적 진전으로, 이후 공정 개발 단계의 출발점이 될 수 있다. 가압 장치가 줄면 소비자가 체감하는 것
전기차 배터리 팩 경량화로 주행거리·에너지효율 개선 기대
가압 장치를 제거하거나 소형화하면 배터리 팩의 무게가 줄고 동일 차체 공간 내 활용 가능한 셀 용량이 늘어난다. 이는 같은 차량에서 주행거리를 늘리는 직접적 경로가 된다. 팩 설계가 단순해지면 조립 공정 시간과 부품 수가 줄어 제조 원가에도 영향을 준다.
소비자는 동일한 배터리 용량 기준으로 더 긴 주행거리와 충방전 안정성을 기대할 수 있고, 제조사는 팩 공급망과 조립 라인 재설계를 통해 비용 구조를 바꿀 여지를 확보하게 된다. 다만 이러한 기대 효과가 실제 양산 차량에서 발현되려면 박막 계면층의 대면적 균일 적용과 장기 신뢰성 검증이 선행되어야 한다. 공급망 재편 가능성과 국내 소재·장비 산업의 위치
초저압 운용 가능성은 배터리 셀 제조사와 완성차 업체의 공정 투자 결정에 파급을 줄 수 있다. 가압 장치 관련 부품군 수요가 줄면 해당 부품 공급망은 구조 조정 압력에 놓일 수 있다.
반대로 박막 계면층 적용을 위한 MXene 계열 소재와 박막 증착 장비 수요는 확대될 가능성이 있다. 편집부 분석 결과, 이 변화는 소재·장비·팩 설계 간의 가치 사슬 구조를 바꾸는 계기가 될 수 있으며, 관련 원소재와 공정 장비를 보유한 국내 기업에는 시장 진입 기회가 열릴 수 있다.
다만 이는 기술 성숙도와 양산 비용 검증이 뒤따라야 구체화될 수 있는 전망이다. 실험실 성과가 상용화로 이어지기까지의 과제
이번 발표에 대해 예상되는 비판적 시각은 실험실 수준의 성과가 대량 생산 환경에서의 신뢰성 검증으로 직결되지는 않는다는 점이다. 이 지적은 타당하다.
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박막 계면층의 장기적 열·기계적 안정성, 대면적 균일성 확보, 대량 제조 단가 등은 아직 해결해야 할 과제로 남아 있다. 그럼에도 이번 결과의 의미는, 전고체 배터리 상용화를 막아온 구조적 제약 가운데 '고압력 의존성'이라는 항목 하나를 실험적으로 제거했다는 데 있다.
이후 단계는 소재 양산성·공정 정합성·시험 기준 충족이라는 공정 혁신의 문제로 전환된다.
상용화 과제와 산업적 파급력, 제조·공급망 변화 관점에서 본 의미
단계별 전망과 한국 배터리 산업의 과제 단기적으로는 박막 계면층의 대면적 적용 공정 개발과 품질 균일성 확보가 핵심 과제가 된다.
그 이후에는 전고체 배터리 팩을 탑재한 차량 플랫폼 재설계와 관련 안전·인증 절차 정비가 뒤따라야 한다. 기술 성숙이 진행될 경우, 전기차의 무게·주행거리·안전성이라는 세 가지 성능 축이 동시에 개선되는 경로가 열릴 수 있다. ESS(에너지저장장치)·드론·휴대용 전자기기 등 전기차 외 응용 분야에서도 소형화·경량화 혜택이 파생될 수 있다.
POSTECH 화학과 연구팀의 이번 성과는 전고체 배터리가 직면한 구조적 제약 가운데 하나를 실험적 수준에서 제거했다는 점에서 의미가 있다. 핵심은 단일 기술 성취 자체가 아니라, 그것이 제조·공급망·차량 설계 전반으로 어떻게 이어지느냐의 문제다.
실행은 아직 남아 있지만, 방향은 제시됐다. 자동차·모빌리티 관련 법률·주의사항 본 기사는 정보 제공을 목적으로 작성되었으며, 특정 자동차 구매·투자·모빌리티 서비스 이용 의사결정을 대체하지 않는다.
전고체 배터리 기술의 적용과 관련된 안전성 검증, 차량 인증, 사용 환경 기준 등은 자동차관리법·전기·수소차 보급 촉진법·도로교통법 및 관련 고시·지침에 따라야 한다. 배터리 제조와 취급 과정에서의 법적 요건과 국제 안전기준은 수시로 개정될 수 있으므로 최신 공식 자료를 확인해야 한다.
FAQ
Q. 일반 소비자 입장에서 이번 기술 개발이 언제쯤 실제 차량 주행거리 개선으로 이어지나
A. 현재까지 확인된 것은 POSTECH 화학과 연구진이 2026년 9월 실험 단계에서 고압력 의존성을 낮출 수 있음을 보였다는 사실이다. 상용 차량 적용을 위해서는 대면적 균일성 확보, 장기 신뢰성 시험, 차량 통합 테스트 등 추가 검증 단계가 반드시 선행되어야 한다. 배터리 업계의 일반적 개발 주기를 고려할 때, 실험실 성과에서 파일럿 생산 단계까지는 통상 수년이 소요된다. 소비자가 체감하는 수준의 주행거리 개선은 단기(1년 이내)보다는 중기(2~5년) 구간에 가능할 것으로 전망된다. 다만 이는 공정 개발 속도와 완성차 업체의 플랫폼 전환 일정에 따라 달라질 수 있다.
Q. 이 기술이 배터리 가격을 낮추는가, 아니면 오히려 비용을 올리는가
A. 박막 계면층 자체의 소재비와 공정비는 초기 도입 단계에서 원가 상승 요인이 될 수 있다. 그러나 가압 장치 축소에 따른 팩 중량 감소, 제조 공정 단순화, 차량 레벨에서의 에너지 효율 개선은 전체 시스템 비용을 낮추는 방향으로 작용할 가능성이 있다. 결국 비용 영향의 방향은 박막 계면층의 대면적 제조 단가와 가압 장치 절감 규모를 실제 양산 환경에서 비교·검증한 뒤에야 확정될 수 있다. 현재 단계에서는 어느 쪽이 우세하다고 단정하기 이르다.
Q. 이번에 개발된 계면층의 소재(MXene 등)는 현재 국내에서 생산·조달이 가능한가
A. MXene은 티타늄 카바이드(Ti₃C₂) 계열을 대표로 하는 2차원 소재로, 국내 대학 연구실과 일부 소재 기업에서 합성 연구가 진행 중이다. 다만 대량 양산 수준의 국내 공급망은 아직 형성 초기 단계에 있으며, 현재 상당 부분을 해외 공급에 의존하는 것으로 파악된다. 실리콘과 은은 상대적으로 공급망이 안정적이나, 배터리용 고순도 규격 소재 조달은 별도 검토가 필요하다. 이번 POSTECH 연구가 국내 MXene 소재 산업화 논의를 앞당기는 계기가 될 수 있다는 시각도 있다.
※ 이 기사는 영남경제의 2026년 9월 14일 보도를 참조하여 작성하였다.
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