세계 방열 세라믹 소재 시장, 이제 우리가 선도한다!

재료硏 안철우 박사 연구팀, ‘2022년 출연(연) 우수 연구성과’ 선정

□ 과학기술정보통신부 산하 정부출연연구기관인 한국재료연구원(KIMS, 원장 이정환/ 이하 재료연) 세라믹재료연구본부 기능세라믹연구실 안철우 박사 연구팀이 ‘2022년 출연(연) 우수 연구성과’에 선정됐다.

□ 선정된 기술은 ‘KIMS MgO(마그네시아) 방열 신소재 기술’이다. MgO 소재는 방열 성능은 우수하나, 제조하기 어렵고 공기 중의 물과 반응하는 문제점을 가져 지난 200년간 방열 소재로 사용하지 못하고 있었다. 본 기술은 이를 저온에서 쉽게 제조하고 내흡습성을 부여해 전기차 폭파 사고 등 전자제품의 열관리 문제를 해결한 기술이다. 

□ 전기차 배터리를 포함한 전자제품용 방열 소재의 성능 부족으로 인해, 전기차 화재 등 여러 문제가 발생하고 있다. 전자제품의 열관리 문제는 국민 안전과 직결되어 고성능 신소재 도입이 시급하다. 연구팀은 MgO가 상용 알루미나(세라믹 방열 필러 시장의 90% 이상 점유, 열전도도: 20~30W/mK)와 가격은 유사하면서 방열 성능이 2배 이상 높아 해결책이 될 수 있을 것으로 판단했다.

□ 연구팀이 개발한 KIMS MgO 소재는 세라믹 제조 공정 중 가장 저렴한 공정을 사용한다. 일반 MgO에 0.2%의 극소량 첨가제만 첨가하면 되기 때문에, 세라믹 업계에서 사용하는 기존 장비를 그대로 사용해 쉽게 제조 및 상용화할 수 있다는 장점이 있다. 이렇게 만들어진 KIMS MgO는 상용 알루미나(1,500~1,600℃)보다 낮은 온도(1,100-1,400℃)에서 제조되고 공기 중의 물과 반응하지 않는다.

□ 연구책임자인 재료연 안철우 책임연구원은 “KIMS MgO는 일본 선도 기업에서도 해결하지 못한 MgO 소재의 모든 문제점을 완벽히 해결한 세계 유일의 소재”라며, “이를 통해 방열 세라믹 소재 시장에서 우리나라가 최초로 선도국에 오를 기회를 획득할 것으로 기대한다.”라고 말했다.

□ 재료연은 KIMS MgO 소재 기술의 상용화를 위해, 2021년 9월에 연구소기업인 ㈜소울머티리얼을 설립했다. ㈜소울머티리얼은 중기부에서 선정하는 소부장 스타트업 100(2022년, 20개 기업 선정) 중에서도 3개사가 선정되는 우수 선정기업으로 선정되어 그 가능성을 인정받고 있다.

□ 한편 출연(연) 우수 연구성과는 과학기술인의 자긍심 고취 및 정부출연연구기관의 우수 연구성과 창출 독려를 목적으로, 국가과학기술연구회(이하 연구회)가 지난 2014년부터 매년 선정 및 발표해오고 있다. 연구회는 기초-응용-개발 연구개발 단계의 성과창출 분야를 대상으로, 세계 최초 및 최고 수준 또는 그에 상응하는 획기적인 성과 창출 사례와 경제적·산업적·학문적 기여가 매우 큰 성과 사례 등을 우선적으로 추천해 이를 선정했다.