우주·수소용 '극한 소재'…3000억 들여 국산화 기반 갖춘다

과기정통부 '극한소재 실증연구 기반조성 사업' 예타 통과
2028년까지 실험 생산-평가 기반 시설 구축

액체수소 저장용 시설. 자료 사진.

[아시아경제 김봉수 기자] 우주선, 액체수소, 가스터빈 등에는 초고온·극저온, 초고압 등에 견딜 수 있는 '극한 소재'들이 필요하다. 정부가 앞으로 많은 수요가 예상되는 이같은 소재들의 국산화를 위해 3100억원을 투자, 기초 원천 기술 개발에 나선다.

과학기술정보통신부는 이같은 내용의 '극한소재 실증연구 기반조성 사업'이 예비타당성조사를 통과 해 내년부터 본격 추진된다고 22일 밝혔다.

극한소재란 초고온, 극저온, 초고압, 산화·부식 등과 같은 극한환경에서 활용되는 국가전략 소재다. 우주항공 위성발사체, 액체수소 저장, 초고온 가스터빈 등에 활용된다. 예컨대 최근 개발에 성공한 누리호 등 위성 발사체에 쓰이는 소재는 최대 섭씨 2000도 이상의 초고온에 견딜 수 있어야 한다. 지구 온난화를 막기 위한 신재생에너지 중 가장 주목받고 있는 액체수소를 저장하려 해도 영하 253도를 버티는 소재가 필요하다.

그러나 국내에서는 기초연구를 중심으로 지원하고 있을 뿐 실증 연구를 통해 실제 제품화·사업화까지 연계할 수 있는 기반이 없어 극한소재의 확보에 어려움이 많았다. 실증 연구란 연구 개발성 과의 상용화를 위해 시제품의 현장 적용성 및 기능 구현성을 검증, 개선하는 과정으로, 시제품 단계의 스케일업 연구를 대상으로 한다. 실제 발사체 신소재의 경우 초고온(2000℃ 이상) 환경(+고압·산화)에서 사용하기 위한 신소재의 기계적 물성(피로수명 등)과 열차폐 영향·특성 등을 실제로 개발된 소재를 갖고 유사한 환경을 조성해 제대로 버텨 내는 지에 대한 실험이 필요하다. 하지만 국내에는 이같은 실증 연구에 필요한 생산, 실험, 평가 시설이 없었다. 이에 따라 이같은 극한 소재를 필요로 하는 기업들은 해외의 시험평가 기관에 의존했고 그나마도 안보에 민감한 소재들은 해외에 의뢰하기도 쉽지 않았다.

과기정통부는 이같은 극한 소재의 시험 평가와 시범 생산 등 기업, 연구자들이 활용할 수 있는 실증 연구 기반을 조성할 계획이다. 내년부터 2028년까지 총 3096억5000만원의 사업비를 투입한다. 경남 창원시 한국재료연구원 인근 진해첨단산업연구단지에 초고온, 극저온, 특정극한 관련 극한소재 실증을 위한 3개 시설 및 44종의 장비를 구축할 예정이다. 또 확보가 시급한 28개 극한소재 실증연구과제를 지원해 개발을 돕는다.

이를 통해 2028년까지 항공엔진부품 3D 프린팅 기반 금속분말소재, 액체수소저장용기용 단열소재 등 세계적 수준의 극한소재 10개 이상을 확보할 계획이다. 실증을 완료한 극한 소재 시제품을 60개 이상 개발하는 등 기술 경쟁력 향상 및 기술 주권 확보를 목표로 추진한다.

구혁채 과기정통부 기초원천연구정책관은 “이번 사업 추진이 우리나라가 우주항공, 수소, 에너지 등 미래산업에 쓰이는 고부가가치 소재 확보의 교두보가 될 것으로 기대한다”면서 "앞으로도 극한소재를 비롯, 우주항공, 반도체, 이차전지등 국가전략기술에 활용되는 선도적인 소재 개발을 중점적으로 지원하여 미래소재 기술패권경쟁에 대응해 나갈 계획”이라고 밝혔다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr