원자력硏, ‘수소연료전지 분리판’ 연구소기업 ‘더센텍’ 출범

한국원자력연구원은 더센텍(대표이사 김경호)에 ‘3D프린팅 기반 고융점 내열금속 코팅 기술’ 등 특허 2건을 출자해 제11호 연구소기업을 설립했다고 밝혔다.

연구소기업은 ｢연구개발특구의 육성에 관한 특별법｣에 따라, 공공연구기관의 기술을 직접 사업화하기 위해 과학기술정보통신부 장관의 인가를 받아 전국 5개의 대형 특구 혹은 14개의 거점별 강소 특구 내에 설립하는 기업이다.

연구원은 지난 2006년 국내 제1호 연구소기업 콜마비앤에이치를 시작으로 서울프로폴리스, 라비, 인스젠, 요기핀, 바이오메이신 등의 연구소기업을 잇달아 출범시킨 바 있다.

대덕특구에 위치한 더센텍은 3D프린팅 기술 기반 수소연료전지자동차(수소차)와 극한 환경 산업용 소재, 부품, 장비 개발 전문업체이다. 2021년 11월 연구원 창업기업으로 출발해, KAERI-Family 기업 및 현장애로기술 사업에 선정되는 등 연구원의 3년 간의 전폭적 지원을 거쳐 연구소기업으로 성장했다. 이 과정에서 더센텍은 17개 정부출연연구기관이 자본금을 모아 출자한 한국과학기술지주에서 자본금을 투자받았다.

수소차의 대중화를 가로막는 가장 큰 장벽은 높은 가격이다. 특히 연료전지는 수소와 산소의 반응을 통해 전기를 만드는 장치로, 수소차 원가의 40%를 차지한다.

연료전지 안에 들어가는 ‘분리판’은 수소와 산소의 흐름을 유도하고, 생성된 전기를 전달하며, 두 기체가 직접 섞이지 않도록 막는 역할을 한다. 연료전지가 안정적으로 작동하도록 돕는 핵심 부품으로 연료전지 단가의 24%를 차지한다.

기존 연료전지 분리판은 부식 방지를 위해 금이나 백금 등 고가 소재를 코팅해야 했다. 또한 성형, 가공, 코팅을 각각 따로 진행해야 해 시간과 비용이 많이 들었다.

연구원 김현길 박사팀이 개발해 더센텍에 이전한 3D프린팅 기술은 금속 성형·가공·코팅을 한 번에 구현할 수 있다. 고출력 레이저로 금속 분말이나 와이어를 녹여 층층이 쌓아 올리는 ‘고에너지 적층 방식(Directed Energy Deposition, DED)’을 사용해, 일반적인 제조공정처럼 금속을 깎거나 따로 붙이는 과정 없이 한 번에 완성할 수 있어 소요 시간을 3분의 1로 줄일 수 있다.

특히 분리판 표면의 ‘유로(燃料) 통로’까지 정밀하게 제작할 수 있다. 유로는 수소와 산소가 고르게 퍼지도록 도와주는 미세한 통로로, 연료전지 내부 반응이 원활하게 일어나도록 해 전기 생산 효율을 높이는 데 중요한 역할을 한다.

또한 금·백금 대신 크롬알루미늄(CrAl) 합금을 사용해 소재비를 약 2,000분의 1 수준으로 줄이면서도, 90% 이상의 내부식성을 유지해 경제성과 내구성을 동시에 확보했다.

해당 기술은 2019년부터 과학기술정보통신부의 원자력연구개발사업의 지원을 받아 개발됐다.

원자력연구원 주한규 원장은 “연구원 출자 기술이 수소연료 시장 확장의 핵심 동력으로 작용하길 기대한다”며 “더센텍이 연구원 연구소기업들의 명성을 이어 3D프린팅 및 코팅 기술 분야의 선도기업이 되길 바란다”고 말했다.

더센텍 김경호 대표이사는 “연구원 창업기업으로 시작한 이래 부단한 노력 끝에 연구소기업으로 승인받게 되어 감회가 새롭다”며 “연구소기업으로 성장하기까지 함께해 주신 한국원자력연구원과 관계자분들께 깊이 감사드린다”고 밝혔다.