친환경 미래 자동차 부품·소재기업으로 지속성장 가능한 토대 다지는 계기 마련
㈜백일(대표 나용원, www.baekil.com)은 ‘수소연료전지 상용차용 전기 전도도 5㎲/㎝ 이하의 실리콘 호스 복합용 보강섬유 개발’사업 수행을 통해 상용(버스, 트럭) 수소연료전지 차량 호스에 사용되는 보강섬유를 국산화하는 데 성공했다.
‘2021년 대구지역특화산업 육성 연구개발사업(2021년 9월-2022년 8월)’의 일환으로 한국섬유개발연구원(KTDI, 원장 호요승)과 공동 수행한 이번 개발사업에서 해외 의존도가 높은 아라미드 섬유를 방적응용기술 개발을 통해 국산제품으로 대체시킨 것이다.
특히, 수소연료전지 차량의 내구성 및 품질을 뒷받침하는 신뢰성 확보 차원에서 이온 필터용 및 스택 냉각 장치용 호스의 보강재로 폴리에스터와 국산 메타-아라미드 소재를 적용, 수소연료전지 실리콘 고무 복합재 보강재에 적합한 물성의 편성제품을 개발했다.
향후 30년 미래차 시장은 친환경차, 자율주행차 및 관련 서비스산업이 견인할 것으로 전망되고 있는 가운데 수소 전기차의 경우, 스택(연료전지) 냉각 라인과 이온필터 라인용 호스는 운전장치, 수소저장장치, 전장장치와 함께 핵심 요소기술로 정의되고 있어 의미가 크다.
㈜백일은 이를 통해 기존, 안전보호복 용도 중심의 용도전개에서 탈피해 수소차를 비롯한 고성능 산업용 신수요 소재시장으로 확대 전개할 수 있는 토대를 마련하게 됐다.
▶먼저, 기존 수소연료전지 이온필터 호스에 적용되는 폴리에스테르 필라멘트의 경우, 일반 폴리에스테르 대비 신도가 낮고 경직된 상태로 인해 호스의 내구성능이 저하됐었다.
부족한 신도 향상을 위해 PET 필라멘트의 벌키성을 부여, 고무와의 접착 시 계면 표면적을 향상시키기 위해 DTY 가공사 기술을 채택했다.
또, 종전의 필라멘트 폴리에스테르 평직조직에서 폴리에스테르 ITY 및 가연공법을 국내 최초로 적용해 탄성 회복력이 우수한 수소 전기차 실리콘 호스용 폴리에스테르 경편물 제조방법을 특허 출원하는 한편, 사업 양산화에 성공했다.
또, ▶수소연료전지 스택냉각 라인에 적용되는 호스의 보강섬유로 수입산 대신 국산 메타원(metaone) 아라미드 원면 소재의 방적기술을 개선시켜 보강섬유를 경편 조직으로 편성, 방적사의 최적 물성을 지속적으로 유지하도록 했다.
방적사의 최적 균제도를 발현시키기 위한 carding 조건설정으로 Nep 발생 최소화를 실현했으며, 드래프트 제어 및 최적의 꼬임 조건을 확립해 고무 보강용 메타 아라미드 방적사의 성능을 개선했다.
㈜백일은 본 사업 추진을 통해 1억 5천만원의 설비투자를 단행, 수소 연료전지차 수출용 상용차 부품개발, 국산소재 수입대체 통한 원가절감 효과 등 3억 3천만원의 연구개발 사업화 실적과 2명의 고용창출을 도출했으며, 수소전지 실리콘 호스 보강섬유 개발제품의 수요마켓을 대상으로 홍보활동을 강화가고 있다.
한편, ‘IEA(International Energy Agency)’에 따르면 수소 전기차 시장은 2020년 초기 시장 형성 이후, 꾸준한 성장세가 전망되고 있으며, 전체 자동차 판매에서 차지하는 전기차 비중의 경우, 2030년 1.8%, 2040년 8.7%, 2050년 17.7%에 달할 것으로 예측했다.
수소연료전지 저 용출 청정 호스 분야의 경우, 국내에서는 세명기업이 완성차기업인 현대자동차와 전략적 기술개발 및 양산단계에 진입했으며, 콘티테크는 유럽 및 일본시장을 중심으로 세계시장을 겨냥한 마케팅과 기술개발에 주력하고 있다.
현대자동차는 2028년까지 모든 상용차 라인에 수소연료전지를 적용할 예정으로 유럽 중대형 상용차 시장에도 본격 진출해 연 40만대 규모의 시장을 공략할 계획이다.
향후, 안정적인 부품수급과 자립도 향상을 위한 협력업체 간 양산 시스템이 확대·구축될 경우, 시너지 효과가 전망되고 있다.
㈜백일은 콘티테크 및 세명기업과 라인-업을 형성하고 있는 상황으로 수소연료전지 차량 부품의 국산화 비율 향상에 적극 대응함은 물론, 정부의 상용차 수소경제 활성화 로드맵 정책에 따른 국가 핵심기술로 편입, 미래 친환경 자동차 부품소재기업으로의 지속성장 기반을 더욱 공고히 하게 됐다.
㈜백일의 나용원 대표는 “앞으로도 국내 산업용 섬유소재 분야 신시장 확장을 위해 수요기업 및 유관 연구기관과의 유기적인 협력을 강화하는 한편, 전기차를 비롯 친환경 이머징 마켓에 선제적으로 대응해 핵심 부품소재 특화기업으로 자리매김할 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.
<김진일 기자>