화학연·켐트로스 '맞손'···수소차 핵심 소재 국산화한다

[이데일리 강민구 기자] 한국화학연구원이 국내 기업에 수소차 연료전지의 핵심소재 제조 공정 기술을 이전하고, 전량 수입에 의존하던 소재 국산화를 추진한다.

화학연은 켐트로스와 16일 원내 중회의실에서 과불화술폰산 이오노머(PFSA)를 국산화하기 위한 기술이전 계약을 체결했다고 16일 밝혔다.

박인준 한국화학연구원 박사.(사진=한국화학연구원)

PFSA는 전체가 불화탄소로 구성된 고분자로, 수소이온을 전달하는 역할을 하는 소재이다. 주로 수소차, 에너지 저장장치, 분산전원, 전해조에 활용된다.

수소차는 환경오염 물질을 배출하지 않아 탄소중립을 실현할 차세대 운송 수단 중 하나이며, 정부에서도 수소차 산업을 육성할 예정이다. 수소차는 연료전지에서 수소와 산소의 화학적 반응으로 물이 배출되고 전기가 생성되는 원리로 움직인다.

기술적으로 연료전지 내의 수소이온을 통과시켜 산소와 반응을 일으키게 하는 전해질 막이 중요하다. 전해질 막인 PFSA 제조 공정은 불소화학의 모든 기술이 집약된 기술이다. 수분, 온도, 폭발성 등 여러 변수가 있고, 제조 공정이 까다롭고 길어 듀폰, AGC, Solvay 등 일부 글로벌 기업만 만들 수 있었기 때문이다.

화학연 불소화학소재공정 국가연구실은 지난 30여년간 수행한 불소 화합물 연구를 바탕으로 2018년 국내에서 처음 PFSA 합성기술을 개발했고, 상업화를 위한 생산 공정까지 만들었다.

연구팀은 PFSA의 상업화에 필요한 제조 공정 총 9단계를 최적화해 켐트로스에 기술을 이전했다. 켐트로스와 내년 상반기 생산 시작을 목표로 연간 100톤 규모의 상업생산공장 설계, 건설, 시제품의 장기 안정성 평가를 추진하고 있다.

연구책임자인 박인준 박사는 “PFSA 제조 공정은 진입장벽이 높아 미국, 일본, 벨기에 등 일부 선진국만 보유하고 있었는데 이를 국내 기술로 개발했다”며 “앞으로 상용화가 잘 진행되도록 기업과 후속 연구를 수행하겠다”고 말했다.