“K세라믹으로 혁신”…산업부-KEIT, 핵심 첨단소재 국산화 이끈다

열차폐 세라믹 코팅분말

고부가가치 세라믹 소재 기술에 대한 연구개발(R&D) 지원 성과가 속속 나오고 있다. 세라믹 소재는 디스플레이, 태양전지, 에너지, 바이오 등 미래 산업을 뒷받침하는 핵심 기술이다. 세라믹 소재 산업 최근 국산화에 성공한 사례가 잇따라 나오면서 수출 신성장 동력으로도 주목받고 있다.

7일 산업통상자원부와 한국산업기술기획평가원(KEIT)에 따르면 지난해 말 연구개발 지원 과제를 끝낸 A사는 최근 중국, 일본, 대만 등에 고밀도 코팅용 15㎛ 이하 산화이트륨 코팅 분말을 수출하면서 약 120억원 해외 매출을 거뒀다.

산화이트륨 분말은 플리즈마 내구성이 우수한 세라믹 소재다. 그동안 국내 기업들은 이트륨 산화물 대부분을 일본에서 비싸게 수입해 사용해왔다. A사는 KEIT 지원으로 2022년 고밀도 코팅용 15㎛ 이하 산화이트륨 코팅 분말을 개발했다. 최근 양산이 가능해지면서 국내를 넘어 수출까지 확장하고 있다.

'YSZ 열차폐 코팅분말 소재의 국산화 성공도 대표 사례로 꼽힌다. YSZ 소재의 경우 선진사 제품(99.5%) 대비 고순도(99.9%) 분말을 독자적인 기술로 개발한 것이다. 한국형 발사체 '누리호'에도 국산 YSZ 분말과 코팅 기술이 적용됐다. 그동안 100% 수입하던 YSZ를 국산화하면서 수입 의존도를 낮추고 국내 열차폐 코팅 사업 공급 사슬을 구축하는데 성공했다는 평가다. 현재 YSZ 소재는 국내 열차폐 코팅분말 시장 점유율 40%를 차지하고 있다.

지난 달 13일 열린 'KEIT-금속,세라믹분야 R&D 협력 간담회'에서 전윤종 KEIT 원장이 발표하고 있다. (사진=KEIT)

세라믹 소재는 우수한 내열성으로 고온에서도 견딜 수 있고 내화학성이 높아 다양한 화학물질에 노출되더라도 부식을 막아주는 소재다. 또한 마모 손상 방지가 뛰어나며 절연성부터 초전도성까지 다양한 전자기적 특성도 갖췄다.

송영상 산업부 철강세라믹과장은 “극한환경 극복기술 관점에서 첨단 세라믹 소재는 최근 들어 급격한 관심이 집중되는 분야인 만큼 초격차 원천기술 확보를 통해 미래산업 성장의 견인추로 육성할 필요가 있고, 확장성도 무궁무진하다”며 기대를 비쳤다.

이러한 여세를 몰아 수소에너지로 전환을 위한 가스터빈용 열차폐 세라믹 코팅 개발에도 박차를 가하한다. 수소가스터빈 세계시장 규모는 2020년 35억 달러에서 2030년 75억 달러까지 성장할 것으로 전망된다.

산업부와 KEIT는 수소 혼소 및 전소 가스터빈용 열차폐 세라믹 코팅분말 개발을 비롯해 수소 생산을 위한 고체산화물 수전해설비의 핵심 부품 국산화 등 기술개발을 지원한다.

KEIT에 따르면 수소혼소 발전설비 신규 보급용량이 2030년까지 190GW 이상이 될 것으로 전망된다. 우리나라는 세계 5번째로 H급 가스터빈의 국내 독자개발에는 성공했으나 아직 수소·암모니아 연소기 및 고온 부품 분야의 기술 격차 극복이 필요하다.

전윤종 KEIT 원장은 “세라믹은 우주항공, 친환경 에너지, 첨단모빌리티 등 미래사회 구현에 꼭 필요한 핵심 첨단소재로 미래산업은 물론 세계 시장 주도권을 확보하기 위한 초격차 K-세라믹 기술 개발을 적극 지원 하겠다”고 밝혔다.

박효주 기자 phj20@etnews.com