한국재료연구원(KIMS) 소부장 국산화 기술 3가지를 소개합니다!
소재·부품·장비, 이른바 소부장은 제조업 가치사슬의 출발점이자 제품의 최종적인 부가가치를 결정짓는 중추적인 요소입니다. 지난 2019년 일본의 수출 규제 조치 이후, 우리나라는 소부장 분야의 기술적 자립을 위해 국가적 차원에서 연구개발 역량을 집중해 왔습니다. 이러한 흐름 속에서 정부 출연 연구기관들은 공공의 연구 성과가 산업 현장의 혁신으로 이어지도록 뒷받침하는 핵심적인 역할을 수행하고 있습니다. 특히 한국재료연구원은 소부장 경쟁력 확보의 최전선에서 원천 기술 개발과 실용화라는 사명을 다하며 소재 강국 실현을 향해 나아가고 있습니다. 최근 모빌리티 혁명이라 불리는 전기차 시장의 급성장에 따라 배터리의 고에너지 밀도화와 함께 안전성 확보가 최우선 과제로 떠올랐습니다. 배터리 열폭주로 인한 화재를 막기 위해서는 내부에서 발생하는 열을 효율적으로 방출하는 방열 소재가 필수적입니다. 기존에는 주로 알루미나 세라믹 입자가 사용되었으나 열전도도 향상에 한계가 있었습니다. 이에 한국재료연구원은 기존 대비 열전도도가 2배 이상 높고 경량화에 유리한 'KIMS MgO(산화마그네슘)' 신소재를 개발했습니다. 이는 높은 제조 원가와 수분 반응 문제를 동시에 해결하여 글로벌 소재 시장의 판도를 바꿀 성과로 평가받습니다. 이번에 개발된 산화마그네슘 소재는 국내에 풍부하게 매장된 백운석이나 바닷물 정제를 통해 원료를 안정적으로 수급할 수 있다는 점이 큰 장점입니다. 그동안 일본 업체들이 독점해 온 시장에서 원료부터 최종 소재에 이르는 전 공정을 국산화함으로써 공급망의 안정성을 확보하게 되었습니다. 가격 경쟁력과 뛰어난 내화학성, 절연성을 갖춘 이 기술은 전기차뿐만 아니라 5G 통신 부품, 반도체, 가전 등 고집적 전자 제품 전반에 걸쳐 광범위하게 적용될 예정입니다. 이는 단순히 수입 대체 효과를 넘어 우리나라가 독자적인 소재 공급망을 구축했다는 점에서 의의가 큽니다. 탄소중립 시대를 맞이하여 친환경 에너지 발전 효율을 높이는 기술 또한 주목받고 있습니다. 특히 복합화력발전의 효율을 결정짓는 핵심 부품인 발전 터빈용 블레이드는 대형화가 필수적이지만, 기존의 철강 소재는 무거운 비중 탓에 원심력을 견디는 데 한계가 있었습니다. 이를 극복하기 위해 경량 고강도 금속인 타이타늄 합금이 대안으로 부상했으나, 우리나라는 그동안 관련 기술 보호 장벽에 막혀 부품 전량을 수입에 의존해 왔습니다. 한국재료연구원은 이러한 기술적 난제를 해결하고 마침내 1m급 대형 타이타늄 합금 블레이드 제조 기술을 국산화하는 데 성공했습니다. 국산화에 성공한 타이타늄 블레이드 기술은 수입산과 달리 고가의 희소금속인 바나듐 대신 수급이 용이하고 저렴한 철을 합금 원소로 활용한 것이 특징입니다. 이를 통해 소재 용해부터 단조, 정밀 가공에 이르는 전 주기 가치사슬을 국내에 완비할 수 있었습니다. 이 기술은 발전 산업뿐만 아니라 항공우주, 국방, 의료 산업 등 고부가가치 분야로의 확대 적용이 가능하여 국가 전략 물자의 자립도를 높이는 데 결정적인 기여를 할 것으로 기대됩니다. 복잡했던 해외 공급망을 국내로 단순화함으로써 가격 경쟁력을 확보하고 유지보수 효율성까지 크게 높일 수 있게 되었습니다. 장비 분야에서는 선형 이온빔 표면 처리 기술이 차세대 산업의 핵심 동력으로 자리 잡고 있습니다. 이 장비는 기체를 이온화하여 소재 표면에 정밀하게 충돌시킴으로써 이질적인 소재 간의 밀착력을 획기적으로 높이는 기술입니다. 항바이러스 마스크 제작은 물론, 6G 무선 통신용 초고주파 안테나의 핵심 부품인 연성 동박 적층판(FCCL) 제조에도 적용됩니다. 유독성 용매를 전혀 사용하지 않는 친환경 방식이면서도 대량 양산이 가능한 롤투롤 공정을 지원하여, 기존 플라스마나 화학적 처리 방식이 가진 한계를 뛰어넘는 성과를 거두고 있습니다. 미래 산업을 선도할 초전도 박막과 플렉시블 디바이스 등 첨단 기술의 밑바탕에는 항상 혁신적인 소재와 정밀한 장비 기술이 존재합니다. 한국재료연구원은 기초 원료 분말부터 부품 모듈까지 체계적으로 연계된 체인 구조를 완성하며 소재 분야의 원천 기술 확보에 매진하고 있습니다. 이러한 기술적 자립은 단순히 산업적 이익을 넘어 국민의 안전과 삶의 질을 개선하는 강력한 기반이 될 것입니다. 앞으로도 지속적인 연구개발과 기술 이전을 통해 우리나라가 세계 시장을 선도하는 소재 강국으로 우뚝 설 수 있도록 소부장 가치사슬의 중심에서 역할을 다할 것입니다.
