[프라임경제] 기술의 경계가 허물어지는 전환의 시대, 그래핀(Graphene)이 다시 산업 중심으로 떠오르고 있다. 정부가 '초혁신경제 15대 선도 프로젝트'에 그래핀을 포함하면서 첨단소재 분야의 전략적 위상이 재조명되고 있다.
케이비엘러먼트(대표 배경정)는 친환경 공정 기반 비산화 그래핀 원천기술을 바탕으로 응용 시장 확대와 그래핀 산업의 세계화를 본격 추진하고 있다고 23일 밝혔다.
기존의 산화 그래핀(Graphene Oxide, GO)은 화학적 산화 공정을 통해 대량 생산이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 제조 과정에서 발생하는 산화·환원 반응으로 전기적·기계적 성질이 저하되는 한계가 뚜렷하다. 이에 따라 고성능이 요구되는 응용 분야에는 적용에 제약이 따랐다.
반면 비산화 그래핀(Non-oxidized Graphene)은 화학 처리를 배제한 물리적 박리(Exfoliation) 방식으로 제조된다. 이 방식은 그래핀 고유의 전기전도와 열전도의 기계적 강도를 그대로 유지할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 공정 난이도가 높아 전 세계적으로 안정적인 대량생산에 성공한 기업은 드물다.
케이비엘러먼트는 화학물질을 전혀 사용하지 않는 친환경 공정을 적용해 이러한 기술적 장벽을 극복했다. 이 공정으로 생산된 그래핀은 대기업의 양산 성능 평가에서도 환경 유해 물질이 검출되지 않았다. 또한 기존 산화 그래핀이 30단계 이상의 산화·환원 과정을 거치는 것과 달리, 케이비엘러먼트는 단 5단계 공정으로 동일한 생산을 구현해 원가 절감과 생산 효율성을 동시에 확보했다.
케이비엘러먼트는 이같은 기술적 한계를 극복하고 독자적인 플라즈마 박리(Plasma Exfoliation) 기술을 확보해 연간 20톤 이상의 고품질 비산화 그래핀을 양산하고 있다. 다양한 레이어와 입도 사이즈(D50 1~20㎛)를 자유롭게 생산할 수 있어 맞춤형 공급도 가능하다. 또 화학적 잔여물이 없어 다양한 산업 응용에 최적화된 소재로 평가받고 있다.
특히 케이비엘러먼트의 비산화 그래핀은 △전기차 및 전고체 배터리 △고방열 전자소재 △기능성 고분자 복합소재 △전도성 코팅제 △모빌리티용 흡음재 등 폭넓은 응용 분야로 확장해 나가고 있다.
케이비엘러먼트는 올해 들어 △그래핀을 적용한 기능성 고분자 복합소재 △금속 부식방지 코팅제 △전도성 코팅제 △모빌리티용 흡음재 등에서 성능을 개선한 신기술을 잇따라 개발했다. 현재 다수 고객사와 공급계약을 체결하고 납품도 시작될 예정이다. 이는 연구개발에 머물렀던 그래핀 산업이 본격적인 상용화와 매출 창출 단계로 전환되고 있음을 보여주는 상징적 사례로 평가된다.
배경정 케이비엘러먼트 대표는 "그래핀이 정부의 초혁신경제 프로젝트에 선정된 것은 그 자체로 산업적 상징성이 크다"라며 "케이비엘러먼트는 비산화 그래핀 원천기술을 기반으로 소재 국산화와글로벌 응용 시장 확대를 가속화하고, 한국 그래핀 산업의 세계적 위상을 높여 나가겠다”고 말했다.
한편, 케이비엘러먼트는 IBK기업은행(024110)의 창업 육성 플랫폼 IBK창공(創工) 마포1기 졸업기업으로 탭엔젤파트너스가 함께 지원하고 있다.
