국내 산학 협력 연구진이 인공지능(AI) 로봇 및 자동화 시스템을 활용해 연구자 개입 없이 이차전지 양극 소재를 탐색하는 '자율 탐색 실험실'을 구축했다.

한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 서동화 교수팀이 포스코홀딩스 미래기술연구원 에너지소재연구소 LIB소재연구센터 연구팀과 이 같은 실험실을 구축했다고 3일 밝혔다.

이차전지 양극 소재는 높은 충전 속도, 에너지 밀도, 안정성 등 어려운 기준을 전부 충족해야 하므로 개발을 위해서는 수많은 후보군을 고려해 탐색을 진행해야만 한다.

연구팀은 연구자 개입 없이 시료 정량, 혼합, 펠렛화, 소결 및 분석을 수행하는 자동화 시스템과 분석된 데이터를 해석하고 이를 학습해 최선의 후보군을 선택하는 AI 모델을 기반으로 했다.

소결 공정에 필요한 시간이 50배 단축됐고, 지능형 실험 자동화 시스템을 24시간 운용할 경우 12배 이상의 실험 데이터 확보 및 93%의 소재 탐색 기간 단축이 가능해졌다.

소재 탐색에 필요한 실험 횟수가 500회라고 가정할 때 연구자가 직접 실험을 수행하는 기존 방식으로는 84일이 소요되지만, 자동화 시스템은 약 6일 만에 완료할 수 있다.

KAIST 서동화 교수는 "양질의 소재 데이터를 확보, 이차전지 소재 개발을 가속해 글로벌 경쟁력을 강화할 것으로 기대된다"고 말했다.

포스코홀딩스 미래기술연구원은 이 실험실 시스템을 기반으로 2026년 이후 업그레이드 버전을 자체 연구소 실험실에 적용, 차세대 이차전지 소재 개발 속도를 획기적으로 높여 나갈 계획이다.