본 과제는 폐플라스틱·폐실리콘 등 폐자원으로부터 제조한 그래핀 및 Si/SiC/Graphene 복합 음극재의 이차전지 적용 가능성을 정량적으로 평가하고, 이를 바탕으로 고순도 탄화물 정제 공정과 음극 소재 설계 방향을 제시하는 것을 목표로 합니다. 기업은 저항가열 기반의 독자적인 탄소 재배열 공정을 통해 확보한 2~5레이어 그래핀 및 탄화규소·탄화티타늄·탄화텅스텐 등 기능성 탄소소재 샘플, 폐실리콘 슬러지 기반 Si/Graphene 복합 음극재 시료, 그리고 협력기업(도시유전·델타에너지·조광페인트·상보·한국다이요잉크)을 통해 확보한 원료·밸류체인 정보를 연구에 제공합니다. 연구실은 하프셀·풀셀 수준의 전기화학적 성능 평가(용량, 초기효율, 수명, 율속 특성)를 수행하고, Si/SiC/Graphene 복합 음극의 구조 설계 및 재생 탄소원에 포함된 세라믹·금속 등 이물질의 정제·고순도화 방안을 검토합니다. 기업은 이미 KIST 전북분원과 그래핀 품질 분석·평가 협업을 진행 중이나, 이는 소재 자체의 물성 분석에 한정되어 있어 응용제품인 이차전지 음극재 개발 단계로 나아가기 위한 별도의 셀 평가·음극 설계 연구 파트너가 필요한 상황입니다. 이에 본 과제를 통해 폐자원 유래 소재의 배터리 적합성을 체계적으로 검증하고 평가 프로토콜을 표준화함으로써, 상용화 단계에 있는 그래핀 제조기술을 이차전지 음극재 사업으로 확장하기 위한 기술적 근거를 마련하고자 합니다.