[에너지데일리 송병훈 기자] 한국전기연구원(KERI, 원장 명성호)은 우리나라에서 유일하게 전기를 전문적으로 연구하는 기관이다.
전기연구원은 1976년 설립 이후 반세기 가까운 기간 동안 ▶전력망 및 신재생에너지 ▶초고압직류송전(HVDC) 및 전력기기 ▶전력반도체 및 초전도 기술 ▶전기추진 기술 ▲나노신소재 및 배터리 기술 ▶전기기술 기반 융합형 의료기기 등 국가 기본 인프라부터 첨단기술에 이르기까지, 다양한 전기 분야 연구개발(R&D)을 수행해오고 있다.
전기는 그 어느 분야보다 범위가 넓다. 그리고 그 중에서도 근래 가장 큰 주목을 받는 분야이자, 기술이전 실적도 가장 많은 분야가 바로 전기재료다.
본지는 창간 23주년을 맞아, 전기연구원의 재료 분야에 대한 내용을 보다 심층적으로 취재, 지면에 담았다.

▲ 10여년의 준비… 그리고 내년 9월 완공 예정

KERI 전기재료연구본부는 ▶차세대전지연구센터 ▶나노융합연구센터 ▶절연재료연구센터 ▶전기변환소재연구센터로 구성돼 있다.

2020년 7월 일본의 수출규제 조치 이후 전기재료 연구의 중요성이 커졌고, 실제로 많은 분야에서 기술 국산화를 실현하며 산업계의 호평을 받았다. 그리고 이러한 전기재료 연구는 주로 용액 등 액체를 활용한 화학·습식공정에서 이루어진다. 반도체나 디스플레이가 건식 중심의 대형 공정장비를 기반으로 한 대기업형 분야라면, 전기 신소재 개발은 중소기업 중심의 다품종 소량생산 방식으로 화학·습식공정이 많이 활용된다.

KERI의 화학·습식공정을 지원하는 ‘3연구동’은 1997년 준공 이후, 다양한 성과 창출의 산실이 돼 왔다. 그리고 최근 소·부·장 분야의 중요성이 커지고, 관련 중소·중견기업들의 협업 요청이 많아면서 인프라의 첨단화·대형화가 요구되는 상황이었다. 특히 화학·습식공정은 업무 특성상 유해·위험 물질을 사용할 경우가 많고, 각종 화학 물질을 안전하게 보관해야 할 장소가 필요하다. 최근 연구·실험실에서의 안전 이슈가 큰 주목을 받는 만큼, 업무 효율성은 물론이고 안전성과 보완성까지 겸비한 인프라가 필요한 것이다.

이에 KERI는 10여년의 노력 끝에, 총사업비 190억원(정부출연금 155억원, 자체적립금 35억원)을 투입, 지난달 26일 국내 최대 규모의 ‘e-나노소재 화학·습식공정 플랫폼’을 착공했다. 연면적은 6243㎡(1888평), 건물 구조는 지상 9층 및 지하 1층이다. 완공은 2023년 9월 예정이다. 건물 내에는 각종 화학 실험실, 항온항습실, 드라이룸, 정밀계측실, 공조실, 배터리 충·방전 실험실, 전도성 소재 실험실, 자료분석실 등 다양한 연구 실험실이 들어선다.

▲ 스마트 전기 신소재·부품 분야 강국

‘e-나노소재 화학·습식공정 플랫폼’이 추구하는 핵심 목표는 크게 3가지다.

첫째는 ‘미래 모빌리티 시대 선도’다. 도로의 전기·수소차, 하늘의 플라잉카와 드론, 바다의 전기선박까지 미래 모빌리티는 국민의 삶과 대한민국 경제에 아주 큰 영향을 미치는 분야이자, 그 어느 곳보다 전기기술이 중심이 된다. 이른바 ‘전기화(Electrification)’가 가장 빠르게 진행되고 있는 산업이다. KERI는 플랫폼을 기반으로, 안전하고 오래가는 배터리, E-모빌리티의 기능성과 사용자 편의성을 크게 높여줄 첨단 전기재료 분야 기술개발을 통해 대한민국이 미래 모빌리티 시대를 선도할 수 있도록 앞장선다는 계획이다.

둘째는 ‘스마트 전기소재·부품 분야에서의 기술자립 실현 기여’다. 일본의 소·부·장 수출 규제 이후, 여러 부분에서 기술자립을 실현하기 위한 많은 노력이 이루어져오고 있지만, 큰 구심점(인프라)를 기반으로 한 지원은 더욱 필요한 상황이다. KERI는 화학·습식공정 플랫폼 구축을 통해 기술의 개발부터 기업체 이전, 실증과 양산을 위한 테스트베드, 그리고 상용화까지 원스톱으로 추진할 예정이다. 또한 경남지역은 창원 강소특구의 기술핵심기관인 한국전기연구원의 협력 기업들이 많고, 밀양 나노산단과 더불어 한국재료연구원, 한국세라믹기술원 등도 위치해 있어 이번 플랫폼이 일본의 수출규제에 대응하는 ‘경남권 나노벨트 HUB’로서의 역할을 충실히 수행할 것으로 보고 있다.

마지막으로 ‘연구실험 환경 안전성 제고’다. 첨단 플랫폼 착공을 통해 연구자의 안전성과 편의성, 업무 효율성을 대폭 높일 수 있을 것이라는 기대가 크다. 즉, 차세대 전기 신소재·부품 개발을 전폭적으로 지원하는 안정적인 연구 환경이 구축되는 것이다. 이를 기반으로 화학·습식공정 분야의 기술혁신과 중소·중견기업들의 경쟁력 제고를 이끌어내고, 궁극적으로는 우리나라가 스마트 전기 신소재·부품 분야에서 세계적 강국으로 설 수 있게 만드는 것이 최종 목표다.

▲ 대한민국 소·부·장 혁신의 상징

KERI 명성호 원장은 “이번 플랫폼 구축의 목적은 전기 신소재·부품의 고신뢰·고성능화가 크게 요구되는 4차 산업혁명 시대에 효과적으로 대응하고, 국내 기업들의 자생력을 높여 국가 산업 경쟁력 강화에 크게 기여하는 것”이라면서 “대한민국 소·부·장 혁신을 이끌어 가는 상징적인 공간이 될 것”이라고 강조했다.

한편 KERI는 과학기술정보통신부 국가과학기술연구회 산하 정부출연연구기관으로, 세계 최고 수준에 근접한 연구역량 및 인프라, 다수의 특허·기술이전·산업지원 실적과 경험을 인정받아 ‘국가연구실(N-Lab, 2019/2020년)’과 ‘국가연구협의체(N-Team, 2020년)’에 각각 지정됐으며, 이차전지 및 나노기술 분야의 기술자립 역량 강화에 박차를 가하고 있다.

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