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㈜그린폴리머, ㈜나노기술, 덕양산업(주)-나노융합산업연구조합·신소재경제 공동기획-나노공급·수요기업 함께 심은 작은 씨앗, 내일의 희망으로(5)
나노융합산업연구조합과 신소재경제신문은 12월13일부터 ‘나노공급·수요기업 함께 심은 작은 씨앗, 내일의 희망으로’라는 제목으로 매주 특별연재를 실시합니다. 이번 기획은 나노조합이 산업통상자원부와 한국산업기술평가관리원의 지원을 통해 2017년부터 2022년까지 연간 정부출연금 20억원 내외, 총 100억여원이 투입돼 추진되는 ‘나노소재 수요연계 제품화 적용개발사업’ 2단계에 참여한 나노공급·수요기업들의 나노기술 사업화 전략과 방향을 공유하기 위해 마련됐습니다. 지난 2014년부터 2016년까지 정부출연금 80억원이 투입돼 추진된 1단계 사업을 통해 나노소재 전도성을 이용한 RFID 및 밥통, 나노 면상발열체를 이용한 휴대용 온풍기 등 10개 나노공급·수요기업들의 제품이 시장에 출시돼 총 578억원의 매출과 837명의 고용창출을 거뒀습니다. 이처럼 소위 ‘가성비 뛰어난’ 성과가 나온 것은 이들 기업들의 피와 땀과 노력의 결과이기도 하지만 다시 생각해보면 그간 우수한 나노융합기술을 가지고 있어도 제대로 된 수요기업을 만나지 못해 사장된 기술이 얼마나 많고 이는 국가적으로 얼마나 손실인가를 보여주는 지표이기도 합니다. 4차 산업혁명시대에 인공지능, 사물인터넷(IoT), 빅데이터 등이 핵심기술로 꼽히는 것은 향후 다가올 ‘초연결시대’를 실현시키고 있기 때문입니다. 사람과 사물의 대화가 더욱 빨라지고 생각한 것이 비즈니스로 연결되는 혁신이 가속화되는 시점에서 기존 산업이 안고 있는 문제점과 한계를 돌파할 수 있는 나노융합기술의 중요성도 더욱 커질 것은 자명한 일입니다. ‘나노소재 수요연계 제품화 적용개발사업’은 우수 나노공급·수요기업을 연결시켜 우리나라 제조업의 희망찬 미래를 대비하기 위한 씨앗을 심는 일과 같습니다. 2단계 사업에서는 지난 1단계 사업을 통해 얻은 교훈을 승화 발전시켰으며 특히 경쟁률이 4.5대 1에 달할 정도로 미래 먹거리 산업을 적극 찾고 있는 기업들이 다수 참여하면서 상용화 가능성을 더욱 높였습니다. 이번 특별연재기획을 통해 현재 상용화 가능성이 높은 나노융합기술이 무엇인지 내다보고 나노융합산업에서 연결이 촉진되는 계기가 되길 바랍니다.

알루미나 나노복합소재로 전기차 경량화·안전성 동시 해결



플라스틱 컴파운딩 전문기업 ㈜그린폴리머(대표 김윤돈)가 자동차 경량화에 기여할 수 있는 알루미나 나노복합소재를 적용한 전기차용 배터리 커버 부품개발에 나선다. 안전을 위해 반드시 필요한 배터리 보호 강성은 높이고 생산가격은 낮춰서, 전기차 시대 도래와 함께 성장하고 있는 복합소재시장을 선도한다는 계획이다.

그린폴리머는 ㈜나노기술, 덕양산업(주)과 함께 나노융합산업연구조합이 추진 중인 ‘나노소재 수요연계 제품화 적용기술개발 사업’에 선정돼 2017년 8월부터 2019년 4월까지 ‘알루미나 나노복합소재를 적용한 전기자동차용 배터리 커버 부품 개발’ 과제를 추진 중이다. 약 2년간 정부출연금 8억원이 투입되며 기업에선 5억1,500만원을 투자한다.

세계 각국이 온실가스 대응 및 친환경 정책의 일환으로 자동차 연비규제와 친환경 전기차 보급을 병행하면서 하이브리드카, 플러그인하이브리드카, 순수전기차 등 전기차 시장이 지속 성장하고 있다. 특히 자동차산업의 후발주자인 중국이 전기차 시장을 선점하기 위해 막대한 보조금을 투입하고 있으며, 디젤 엔진 배출가스 조작으로 혼쭐이 난 폭스바겐 등 유럽의 선진 자동차 기업들도 전기차 개발에 적극 나서면서 최근 전기차 시장은 확대일로다.

전기차 구동의 핵심은 배터리다. 배터리의 충전용량은 주행거리와 비례하는데 아직까지 기술적으로 충전용량의 한계가 있기 때문에 전기차에 있어 경량화는 필수다. 여기에 현재 자동차 배터리로 가장 많이 사용되고 있는 리튬이온전지의 경우 충격을 받으면 폭발할 가능성이 있기 때문에 이를 보호할 수 있어야 한다.



강도·절연 우수 나노 알루미나 섬유 EP 마스터배치, 철 대비 30% 경량화

성형성·가격경쟁력 우수, 연간 5천톤 생산설비 구축 2021년 매출 80억 기대



그린폴리머는 이러한 전기차 시장에서의 요구에 대응해 가벼우면서도 강도가 높은 배터리 셸·모듈 팩 커버 개발에 나섰다. 핵심 소재는 바로 나노 알루미나 섬유(휘스커)다. 알루미나 섬유는 휘스커 형상으로 입자끼리 서로 맞물려 있기 때문에 인장강도가 우수하면서 열전도, 절연 효과가 있다. 나노 알루미나 섬유를 적용한 엔지니어링 플라스틱 복합소재로 만든 배터리 팩 커버는 기존 철로 만든 커버 대비 무려 30%나 가볍다. 또한 성형성도 뛰어나기 때문에 다양한 차종에 따른 배터리 생산기업의 잦은 디자인 변경에도 효과적으로 대응할 수 있다. 여기에 생산원가도 기존대비 약 20%나 절감할 수 있는 것으로 나타났다.

나노 알루미나 섬유의 생산 및 표면개질은 나노분말 제조전문기업 나노기술이 맡고 있으며, 그린폴리머는 나노 알루미나 섬유를 레진과 마스터배치해 펠릿 형태의 엔지니어링 플라스틱 복합소재로 만든다. 이를 가지고 자동차 내장부품 제조 전문업체인 덕양산업이 자동차 배터리 부품을 생산하는 것이다.

현재 이들 기업은 나노 알루미나 섬유 품질과 생산성 확보를 위한 공정개발에 한창이다. 나노 알루미나 섬유를 적용한 엔지니어링 플라스틱 복합소재로 배터리 모듈 케이스 시제품을 사출한 결과 생산에는 문제가 없었고 안정성 평가를 진행 중이다. 본격적인 제품화는 2019년 6월을 목표로 하고 있다.

과제 책임자인 옥성현 그린폴리머 연구소장은 “개발이 완료되는 2019년부터 연산 5천톤의 고기능 나노복합재료 생산설비를 갖춰 생산비를 더욱 낮출 수 있을 것으로 기대된다”며 “2021년에는 국내외에서 80억원의 매출을 창출해 회사의 새로운 성장동력으로 자리매김할 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.
㈜그린폴리머는 나노 알루미나 섬유를 레진과 마스터배치해 펠릿 형태의 엔지니어링 플라스틱 복합소재로 만들었다. 이 복합소재는 전기차 배터리 커버 부품 생산에 적용된다.

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신근순 기자 (webmaster@amenews.kr) [기자의 다른 기사보기]
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