한국화학연구원이 켐트로스와 수소차 연료전지 핵심 소재인 과불화술폰산 이오노머(PFSA) 국산화를 위한 기술이전 계약을 체결한다.

한국화학연구원에서 개발한 과불화술폰산 이오노머(PFSA) 제조 공정 및 장치 / 한국화학연구원
한국화학연구원에서 개발한 과불화술폰산 이오노머(PFSA) 제조 공정 및 장치 / 한국화학연구원
과불화술폰산 이오노머는 불화탄소(C·F)로 구성된 고분자 물질로 수소이온(H+)을 전달하는 역할을 한다. ▲수소차▲에너지 저장장치(ESS)▲전해조 등에 사용된다. 수소차에 사용되는 수소연료전지의 경우 내부에서 수소이온을 통과시키는 전해질 막이 중요한데, 과불화술폰산 이오노머가 전해질막 역할을 한다.

과불화술폰산 이오노머 제조 공정은 불소화학의 모든 기술이 집약된 기술이다. 수분·온도 및 폭발성 등 여러 민감한 변수가 있어 까다로운 제조공정을 가진다. 듀폰 등 일부 글로벌 기업만 제조할 수 있어 국내에서는 전량 수입에 의존하고 있다.

한국화학연구원 불소화학소재공정 국가연구실은 30년 이상 축적한 불소 화합물 연구역량을 바탕으로 2018년 국내 최초로 과불화술폰산 이오노머 합성기술을 개발했다. 이후 상업화를 위한 생산 공정을 계속 연구해왔다.

연구실은 과불화술폰산 이오노머의 기초 원료 제조공정 등 상업화에 필요한 제조 공정 총 9단계를 최적화해 켐트로스에 기술이전한다. 켐트로스와 함께 연간 100톤 규모 상업생산공장 설계 및 건설 시제품의 장기 안정성 평가 등을 추진 중이다. 2022년 상반기 생산 개시가 목표다.

이미혜 화학연구원장은 "과불화술폰산 이오노머의 제조와 활용기술은 수소차·에너지저장장치 등 다양한 곳에 쓰일 수 있어 국가전략산업인 그린뉴딜 및 수소산업 발전과 탄소중립 실현에 기여할 수 있다"며 "소재·부품 및 장비의 핵심소재로 해외에서 전량 수입해온 소재를 국산화해 관련 산업을 육성할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

박인준 연구책임자는 "과불화술폰산 이오노머의 제조 공정은 진입장벽이 높아 미국 등 일부 선진국가만 보유하고 있다"며 "국내 독자 기술로 개발해 의미가 깊고 향후 상용화를 위해 기업과 후속 연구를 진행하겠다"고 말했다.

이민우 기자 minoo@chosunbiz.com