“지구온난화로 전 세계 곳곳에서 폭염·폭설· 태풍·산불·가뭄 등 이상기후 현상이
잇따르고 있 으며, 북극 빙하 면적이 역대 최저 수준으로 줄어, 해수면 상승으로 인해
남태평양 섬나라는 국가 소 멸 위기를 호소하고 있습니다.”
이런 이야기는 누구 나 들었을 만큼 아주 오래 전부터 우리에게 익숙한 주제이고
그 심각성에 대한 우려의 목소리가 낯설 지 않다. 모두가 잘 아는 바와 같이
기후 위기 원인은 산업화 이후 인간이 내뿜는 ‘탄소’이다.
전 세계 는 지금 화석 연료 사용을 줄이고 2050년까지 탄소 순 배출량을 ‘제로’로
만들자며 탄소중립을 위한 노력을 기울이고 있다.
우리나라도 지난 2020년 12월, 2050 탄소중립 추진 전략을 발표했다.
2050 탄소중립을 위해 구체적으로 ‘경제구조의 저탄소화’,
‘신유망 저탄소 산업 생태계 조성’, ‘탄소중립 사회로의 공정 전환’,
‘탄소 중립 제도적 기반 강화’까지 3+1 전략을 추진하겠다고 강한 의지를 밝힌 바 있다.
이와 결을 같이 하는 정부 R&D 투자도 탄소중립 R&D 중심으로
전면 개편한다는 계획이다. 최근 정부 의 탄소중립 관련 R&D 예산도 급격하게 늘고 있다.
정부출연연구기관인 한국생산기술연구원도 친환경 기술개발을 꾸준히 추진해왔으며,
2050 탄소중 립 추진 전략에 맞춰 보다 다양한 분야의 친환경 기술개발에
박차를 가하고 있다. 고효율 태양광 패널 기술, 고효율 전기구동 모터 기술,
기존 석유화학제 품 대체 기술, 고효율 에너지 기술 등 여러 산업군에 적용할 수 있는
다양한 기술개발과 개발된 기술의 상용화·사업화를 위해 노력 중이다.
여기에서는 한국생산기술연구원이 개발한 친환 경 원천 소재 기술의
지속적인 기술사업화 사례에 대해 소개하고자 한다.
마그네슘은 철의 1/4, 알루미늄의 절반 정도에 불과한 가장 가벼운 금속이다.
합금에 사용될 경우 무게를 크게 줄일 수 있어 고급 차량이나 휴대폰, 노트 북,
항공기 등에 많이 사용되는 고가의 금속이다. 문 제는 마그네슘의 폭발성에 있다.
이런 소재의 특성 으로 마그네슘 공정 과정에 발화를 막기위해 슈퍼 온실가스로
불리는 육불화황(SF6), 이산화황(SO2) 을 필수적으로 사용하게 된다.
그런데 육불화황은 지구온난화 효과가 이산화탄소의 2만 3,900배에 이른다는 것이다.
이산화황도 인체에 유해하고 장비를 부식시키는 유해 물질이다.
한국생산기술연구원은 마그네슘의 단점인 공정과정에서 육불화황(SF6),
이산화황(SO2)을 사용하 지 않고 기존 마그네슘 대비 물성을 향상시킨
친환경 마그네슘 합금을 세계 최초로 개발했다. 기존 마그네슘 합금에
산화칼슘 등 칼슘계 화합물을 첨가해 표면에 치밀하고 얇은 보호막을 형성해
산화 및 발 화를 방지한 것이다. 소재의 친환경적 특징을 강조하여
이 소재에 에코 마그네슘(Eco-Mg)이라는 이 름을 붙였다.
또한 우리가 흔히 알루미늄이라고 알고 있는 소 재도 활용될 때는
단일 알루미늄 금속이 아닌 마그네슘이 첨가된 알루미늄 합금이 사용되는데,
여기에 첨가되는 마그네슘도 에코 마그네슘을 활용해 친환경성과 더불어
소재의 강도는 약 30%, 신율은 약 15%를 향상시킬 수 있는
에코 알루미늄 합금도 동시에 개발했다.
기존 소재 분야에서는 금속+금속을 합금, 금속+ 비금속은 복합재료로 여겼으나
에코 마그네슘의 경우 금속인 마그네슘에 비금속인 산화칼슘을 첨가했음에도
합금이 되는 새로운 소재 분야의 기술적 지평을 열었다고 할 수 있다.
에코 마그네슘은 2010년 첫 번째로 국내 중소기 업인 H사에,
에코 알루미늄은 I사와 G사에 각각 이 전됐다. 에코 마그네슘은 이후 소재를
제품에 적용하기 위한 추가 연구와 상용화를 위한 적극적인 활동도 추진됐다.
에코 마그네슘은 미국 보잉사와 업무협약을 체결하고 에코 마그네슘
소재를 활용한 항공기 부품개발 을 공동으로 진행했다. 에코 알루미늄을 이전 받은 I 사는
미국 GM의 차량용 범퍼 소재 규격 등록을 마치고 양산 차종 적용을 타진 중이다.
국내에서 생산되는 일부 휴대폰 등에 에코 마그네슘 소재가 활용되기도 했지만,
본격적인 상용화는 기대만큼 크지 않았다. 따라서 연구책임자는 개발된
에코 마그네슘과 에코 알루미늄 소재 중 에코 알 루미늄에 초점을 맞춰
상용화를 위한 추가 연구 및 기술이전을 추진했다.
마그네슘 시장보다는 알루미늄 시장이 더 큰 현재 상황에 맞춰
에코 알루미늄이 상용화에 더 유리할 수 있고, 국내보다는 해외 수요시장이 더 성숙했고
국내에는 제품 생산에 적합한 대형 제조 설비를 갖 춘 기업이 드물다는 판단 때문이었다.
이러한 노력의 결과로 2018년 폴란드 기업 I사와 에코 알루미늄 가공 기술에 대해
추가 기술이전 계약이 성사됐다. 선급금과 에코 알루미늄 판재 생산량에 따른
로열티가 포함된 계약이다. 이 계약이 성사되기까지 3년이 넘는 기간 15차례에 걸친
시험평가를 거쳐 양산 가능성을 높였다. 에코 알루미늄 소재를 단순 합금이 아닌
판재 형태로 만들면 두 배 정 도 더 단단해지기 때문이다.
I사는 에코 알루미늄 판재를 생산해 독일 등 자동 차 강국에 납품을 계획하고 있으며,
이를 위해 알루 미늄 압연 설비를 기존 10만 톤에서 20만 톤으로 늘 릴 구상이다.
또한 이 계약에서 주목할 점은 기술이전 협상 과정에서 에코 알루미늄 합금
제조 기술을 이전 받은 국내 업체가 소재 공급처로 선정될 수 있도록 함으로써
국내 중소기업의 수출 판로 확보에 기여했다는 것이다.
폴란드 기업과의 기술이전 협약을 체결하면서 에코 알루미늄 판재 생산이 시작됐지만,
국내기업에 서는 생산하지 못했다. 에코 알루미늄의 다양한 제품 적용을 위해서는
국내 생산이 필요하다고 판단하여 국내기업에 대한 이전을 타진하고 지금 당장 생산하지
못하더라도 장기적으로 생산할 수 있는 수 있는 기업을 찾은 결과,
올 1월 국내 B사와 에코 알 루미늄 판재 기술이전 계약이 성사됐다.
탄소중립이 전 세계적 화두로 등장하면서 친환경 기술은 앞으로도 국내외를 막론하고
더욱 각광을 받을 전망이다. 한국생산기술연구원은 개발한 원천소재 기술,
거기서 파생된 다양한 응용 기술을 가지고 기술사업화를 지속적으로 추진했다.
기술사업화 성공을 위해 상용화를 위한 추가 R&D 추진, 수요기업을 찾기 위한 연구자,
기술 중개 기관, 기술사업화 전담부서의 노력의 결실이 지속적인 기술사업화가 된
좋은 사례라고 할 수 있다.
향후에도 이 원천기술과 응용 기술의 추가적인 사업화를 통해
경제적 성과 외에도 친환경 기술로 서 지구환경 개선에 크게 기여하기를 기대해본다.
