소재는 모든 제조업의 기본 재료다. 소재로부터 부품과 제품이 만들어지고 이를 활용해 산업과 경제는 발전한다. 천연 자원이 부족한 우리나라에서 소재에 관한 연구와 기술 개발은 그 중요성이 날로 커지고 있다. 소재 기술은 곧바로 부품 경쟁력으로 이어져 기계·자동차·조선업의 고부가가치화는 물론 IT 등 첨단 산업과 친환경 에너지산업 발전의 원동력으로 작용하기 때문이다. 재료연구소의 그린R&D가 주목받는 이유다.

한국기계연구원 부설 재료연구소(이하 재료연, 소장 조경목 www.kims.re.kr)는 국내 유일의 정부 출연 소재분야 전문 연구기관이다.

재료연의 그린R&D는 한 마디로 ‘녹색소재’에 관한 연구개발로 압축된다. 지난 96년 국내 처음으로 ‘환경소재’ 개념을 연구에 도입, 산업현장에서 소재 사용을 줄이기 위한 기술과 재활용이 용이한 소재, 경량 소재 등을 연구하기 시작했다. 98년에는 에너지 개념을 더해 고효율 소재와 발전 소재 등 친환경 에너지 소재로까지 연구 범위를 확대시켰다. 일례로 여러번의 가공없이 소재를 그대로 이용할 수 있는 알루미늄 차체를 개발, 경주용 자동차에 적용하는 개가도 올렸다.

올 해 재료연은 정부의 저탄소 녹색성장 정책에 발맞춰 풍력발전·태양전지·연료전지·LED 등 ‘녹색소재 7대 분야’를 확정하고 녹색소재 연구 및 기술개발의 체계화를 추진한다.
7대 분야 중 ‘풍력발전소재’는 재료연이 전략적으로 집중 연구개발하고 있는 분야다. 풍력발전기에 사용하는 블레이드(풍력에 의해 돌아가는 날개) 소재를 더욱 가볍고 단단하게 만드는 것이 연구의 핵심. 지난 3월 두산중공업과 3㎿에 길이 44m의 해상풍력 터빈용 블레이드를 공동 개발해 성능 평가를 마친 상태다.

최근 블레이드의 대형화 추세와 육상에서 해상으로 풍력발전 적용 범위가 확대됨에 따라 현재 대형 블레이드 개발에 집중하고 있다. 날개 길이는 길어진 반면 무게는 낮추고 강도는 높인 5㎿급 이상의 블레이드를 개발하고 있는 것. 또 전라북도와 협력해 부안군 신재생에너지 테마파크 내에 풍력기술시험센터 건립을 추진, 조만간 기공식도 가질 예정이다.

태양전지소재는 중장기적 관점에서 추진하고 있는 재료연의 미래 주력이 될 녹색소재 연구분야다. 현재 25억원을 투입해 △박막형 태양전지용 투명전극 기판소재 △광흡수층 소재 제조공정 △차세대 플렉시블 유기태양전지 모듈 소재 △유기태양전지 박막 봉지(sealing) 기술 개발이 진행 중이다.

1차 성과로 디스플레이용 투명전극 기판형성 기술을 개발, 기술이전을 마쳤다. 앞으로 고품위 투명전극 형성 공정기술 확보 및 양산화 기술, 유기태양전지 소자 제작 및 대면적화 원천기술 확보 등에 나설 방침이다.

이 외에도 재료연은 연료전지소재 분야에서 경남지방과학단지 내 수소에너지핵심센터와 연계 수소에너지 실용화 기술개발에 공동 착수한다. 녹색기술 산학협력으로는 이엠코리아와 고분자 연료전지시스템 실용화 및 삼성전기와 원통형 고체산화물 연료전지셀 기술 공동개발 등을 추진중이다.

조경목 소장은 “올 들어 녹색소재를 연구소 주요 연구사업의 새로운 영역으로 선정해 중점 추진하기 시작했다”며 “녹색소재 연구개발은 기존 환경·에너지 분야의 연구를 개선하는 수준이 아닌 신재생에너지 분야의 새로운 영역을 개척하는데 초점을 맞춰 진행하고 있다”고 말했다.

[전자신문, 4/9일자] 창원=임동식기자 dslim@etnews.co.kr