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“1,000℃에도 안타는 소재 대량생산 길 열었죠”

원자력硏과 기술개발 협약 맺은 내일테크놀로지 김재우 대표

질화붕소나노튜브, 미래산업 패러다임 바꿀 신소재

대량생산 기술 한국이 가장 앞서

고휘도 LED·전기차 배터리 등에 사용

산업분야 적용할 제품 3년내 출시





“차세대 나노 소재인 질화붕소나노튜브(BNNT)의 대량생산 기술은 우리나라가 세계에서 가장 앞섭니다. 2~3년 내 정보기술(IT), 환경, 에너지 등 산업분야에 적용 가능한 질화붕소나노 소재 제품을 선보이겠습니다.”

한국원자력연구원 원내 창업기업인 내일테크놀로지의 김재우(책임연구원·사진) 대표는 6일 서울경제와의 인터뷰에서 “BNNT는 미래 산업 패러다임을 바꿀 핵심 신소재”라며 “전 세계 산업계가 주목하는 신소재의 대량생산 기술 확보는 의미 있는 일”이라고 말했다.

내일테크놀로지가 제조 및 생산기술을 보유한 BNNT는 붕소와 질소 화합물인 질화붕소로 이뤄져 있으며 육각형 모양의 탄소나노튜브(CNT)와 기본구조는 같다. 탄성·강도는 물론 전기절연·방열 기능이 뛰어나 고휘도 발광다이오드(LED), 5세대(5G) 스마트폰 모듈, 전기자동차 배터리 등의 핵심 소재로 꼽힌다.

김 대표는 “500도 정도를 견디는 CNT에 비해 BNNT는 900~1,000도에서도 타지 않는 내열성을 갖추고 있다”며 “인체 유해성, 절연성 등에서도 CNT를 능가하는 물성”이라고 말했다.

문제는 제조가 쉽지 않다는 점이다. 내일테크놀로지는 물질을 분쇄하는 밀링 공정으로 BNNT 전구체(특정 물질이 되기 전 단계의 물질) 분말을 만들어 1,100도 이상의 초고온 열처리를 하는 상용제조 기술로 문제를 해결했다. 현재 상용소재를 공급할 수 있는 나라는 한국을 비롯해 미국·캐나다·호주 등 4곳에 불과하다.



김 대표는 “특히 산업적용을 앞당기려면 대량생산이 필수인데 경쟁국들이 하루 수십g 생산에 그치는 데 비해 우리는 하루 최대 1kg 생산이 가능하다”며 “분말 형태의 대량 제조공정은 검증된 상태며 이것이 가장 경쟁력을 갖춘 분야”라고 강조했다.

내일테크놀로지는 지난해 11월 세계 최초로 BNNT를 활용한 자동차 배기가스 정화용 촉매를 개발했다. 최근에는 글로벌 최대 시약 소재사인 시그마알드리치·굿펠로 등과 수출계약도 맺었다. 그는 “현재 국내 중견급 엔지니어링 기업과 손잡고 환경산업 촉매 소재를 연구하고 있다”며 “방사능 차폐 기능을 이용해 원자력·우주공학 분야에서도 연구개발을 진행하고 있다”고 설명했다. 원자력연구원은 지난 5일 내일테크놀로지와 원자력 및 방사선 응용기술 개발을 위한 상호협약을 체결했다고 밝혔다.

그는 “BNNT는 g당 100만원(90% 순도 기준)을 넘을 정도의 고부가 소재”라며 “아직은 시장이 작지만 앞으로 산업수요가 늘어나면 이 분야에서 시장을 주도할 수 있을 것”이라고 말했다.

미국 미주리대에서 원자력공학 박사를 딴 김 대표는 2001년 원자력연구원에 들어왔다. 신소재융합 분야를 연구한 그는 BNNT 합성기술 확보를 확신하고 2015년 원내에서 창업 후 대량생산 기술까지 개발했다. 현재 김 대표를 비롯한 연구원·엔지니어 15명이 나노 소재를 연구하고 있다.

그는 “에너지·우주공학 등 실제 산업분야 소재로 쓰일 응용연구에 집중할 것”이라며 “연구성과를 사업화하는 연구소 내 창업의 모범사례를 만들고 싶다”고 덧붙였다.
/박현욱기자 hwpark@sedaily.com
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