▲ 탄소융합산업연구조합(소부장탄소산업협력단)이 ‘2022년도 탄소소재산업 R&D 활성화 기술 컨퍼런스’를 개최했다.

탄소융합산업연구조합(소부장탄소산업협력단, 이사장 이종길)이 탄소중립에 따라 탄소소재 및 복합재료가 주목받고 있는 가운데 탄소융복합산업의 국내외 시장 동향과 관련 기술들을 살펴보는 자리를 마련했다.

전라북도에서 후원하는 '탄소기업 벨류체인 구축 지원사업' 일환으로 탄소융합산업연구조합(소부장탄소산업협력단)은 28일 전주라한호텔에서 ‘2022년도 탄소소재산업 R&D 활성화 기술 컨퍼런스’를 개최했다.

이번 컨퍼런스는 전문가를 초청해 탄소융복합산업의 국내외 시장 동향 및 정보를 공유하고, 해외 의존도가 높은 소재에 대한 국산화 개발을 연계해 국내시장을 확장하는 방안에 대해 모색했다.

먼저 화학연 임지선 단장은 ‘활성탄소분야 최신기술 및 시장 현황’에 대해 발표했다. 활성탄소는 갈탄, 야자껍질 등을 원료로 제조해, 탈취제와 탈색제, 용액의 정제 등에 이용된다. 정수장에서 수돗물을 만드는 과정 중에 활성탄을 가장 많이 쓰고 있다.

현재 활성탄소는 해외 수입에 의존하고 있어 약간의 시장 변화에도 큰 영향을 받게 된다. 원료 공급 차질로 활성탄 제조에 문제가 생기면, 정수장 문제까지 이어지고 있다. 최근 발생한 요소수 사태가 활성탄에서도 발생했었다.

이에 임지선 단장은 “다른 소재로 활성탄이난 활성탄 물성을 구현할 수 있는 연구가 필요하다. 강원도에서는 무연탄을 활용한 탄소소재를 만들기 위한 사업을 많이 진행을 하고 있다”며 “기존 활성탄에서 벗어나 2022년에 맞게 소재에서부터 디자인을 해야 용도에 맞게 사용할 수 있다”고 설명했다.

코코넛필터 김민호 대표는 수처리 분야 활성탄소 제품 및 기술에 대해 소개 했다. 거대도시 출연으로 미생물이 증가, 산업폐기물의 건강 위해성이 드러나면서 미생물과 유기화합물을 제거하기 위해 활성탄이 1970년대부터 대대적으로 활용하기 시작했다.

활성탄을 활용한 필터는 입상활성탄을 사용한 1세대 활성탄충진필터를 시작으로 2세대 압출카본블록필터가 등장했다. 분말활성탄과 저분자 폴리에틸렌을 활용해 전 보다 10배 이상의 오염물질 제거가 가능하다. 환경오염문제가 심각해지면서 더 성능 좋은 필터가 필요하게 되면서 초고분자폴리에틸렌 사용한 3세대 압축카본블럭필터가 등장했다.

김민호 대표는 “3세대 압축카본블럭필터는 물성이 서로 다른 원료물질을 고르게 혼합한 후 임시 접착제로 고정한 뒤 금형에 투입, 열처리 성형을 통해 바인더를 활성탄 중량대비 10% 수준을 사용해 블록을 제조하는 기술을 사용했다”고 말했다.

바인더 분산이 어려워 30~40% 바인더를 투입하는 거에 비해 10%만 사용해 원가 절감, 열처리 시 바인더가 훼손하는 흡착소재의 비표면적을 최소화해 흡착성능을 향상시켰다.

한국전자기술연구원 김윤진 수석연구원(테라온 대표)는 ‘나노탄소 복합재료 기술 및 응용’에 대해 발표했다. 나노복합재료는 물성이나 형태가 다른 물질들의 조합을 통해서 만들어지는 다중 phase 물질이다. 각 개별만으로는 얻어질 수 없는 특별한 특성을 발휘하거나 시너지를 얻을 수 있고, 기계적·전기적·열적·광학적 특성 등의 물성을 향상 시킨다.

김윤진 테라온 대표는 “탄소나노튜브(CNT), 그래핀나노시트(GNS) 등 나노탄소 기반 고온발열 조성 기술을 기반으로 나노탄소필름히터, 건축·농업용 복사히터, 고출력 반도체 패키지용 접합소재, 전극·센서 소재 등으로 활용할 수 있다”며 “나노탄소 발열소재는 저전력으로도 250℃ 이상 고속 쾌속 발열이 가능하고 원적외선이 방사되기 때문에 화재 위험이 없고 전자파가 발생하지 않고 특히 필름형태로 만들 수 있어 플렉서블하기 때문에 디자인에 제약이 없어 전기차, 건축, 생활 가전 등에 적용 가능하다”고 말했다.

삼영기계 한국현 대표는 ‘샌드 3D프린팅 기술 상용화 사례 및 탄소 복랍재 분야로의 활용’에 대해 발표했다. 모래를 적층해 주조용 샌드몰드를 생산할 수 있는 바인더젯(Binder Jet) 방식의 샌드 3D프린터는 목·금형이 필요 없는 신개념 주조가 가능하도록 돕는다. 생산 현장에서 금속 주조품 양산에 직접 적용될 수 있어 건축, 예술, 문화, 조형물, 방산, 문화재 분야 등 다양한 영역에서도 바로 활용이 가능하다.

한국현 대표는 “탄소복합재를 많이 사용하는 항공 분야의 경우 다품종 소량 생산으로 금형을 제작하는데 제조비용 및 기간이 많이 소요되지만 샌드 3D프린팅으로 제조 시, 기존 금형 제작 개발비의 1/20정도로 제작이 가능하고 기간은 획기적 단축시킬 수 있으며 또한 강도를 높이는 후처리까지 가능하다”고 설명했다.

삼원산업의 안창배 상무는 ‘탄소복합재를 위한 재단 솔루션’에 대해 발표했다. “탄소복합재 시장이 꾸준히 증가하고 자동차, 항공, 해양 등 다양한 분야에 사용되고 있다. 탄소복합재 발전을 위해서는 그 제조 공정도 발전해야 된다”고 말했다.

또 “다양한 탄소 소재 특성에 따라 절단이 가능하게 재단 툴들이 개선돼야 한다. 개선되 툴을 활용해 폐자재와 생산비를 감소시키고, 생산성과 품질을 향상시켜야 한다“고 밝혔다.

이날 컨퍼런스에는 탄소소재산업 및 연관산업 산학연관 종사자들이 참석해 활발한 네트워킹이 진행됐다.

탄소융합산업연구조합(소부장탄소산업협력단) 관계자는 “탄소소재산업 기업 및 관련 종사자들이 체감할 수 있는 융합의 장을 마련하고 다양한 지원사업을 통해 기업들이 탄소융합산업을 선도할 수 있도록 적극 지원하겠다”고 말했다.

한편, 탄소융합산업연구조합(소부장탄소산업협력단)은 ‘탄소산업 활성화 T2B 지원사업’의 일환인 탄소제품 금형제작 설계비 지원 3차모집과 공정개선 기업지원 3차 모집을 4월 4일부터 시작했다. 전북도내 탄소기업들의 많은 참여를 당부한다고 밝혔다.