▲ 애경케미칼의 비닐에스테르-카본 복합소재가 적용된 수소저장컨테이너

애경케미칼(대표 표경원)이 수소 용기와 자동차 산업의 핵심인 강도와 경량화 기술을 선보여 많은 관람객들의 이목을 집중시켰다.

애경케미칼은 9월 13일부터 15일까지 킨텍스에서 개최한 ‘H2 MEET 2023’에 참가해, 수소 저장용 용기(TYPE4) 바인더 수지와 협력사인 동서디앤씨(킴텍)와 공동 개발한 수소 운송·저장용 컨테이너를 소개했다.

수소저장용기는 비금속 라이너에 탄소복합소재를 감아서 높은 압력에도 견딜 수 있도록 만든 기술 집약적 제품이다. 차량과 선박, 기차 등 다양한 애플리케이션에 적용 가능하기 때문에 앞으로 시장의 성장 가능성이 클 것으로 기대된다.

이와 관련 애경케미칼은 수소저장용기에 비닐에스테르-카본 복합소재를 적용해 효율성과 내구성을 한층 끌어올렸다. 이전에 주로 활용된 에폭시-카본 복합소재에 비해 제조 공정은 간편해지고, 가격은 저렴해졌다.

소재 특성상 열전도율이 60분의 1 수준으로 낮아 저장용기 내 급격한 압력 상승을 예방할 수 있다는 것도 장점이다. 애경케미칼의 비닐에스테르-카본 복합소재가 적용된 수소저장용기는 올해 말 한국가스안전공사 인증 획득을 앞두고 있다.

애경케미칼은 수소저장용기에 활용되는 소재뿐만 아니라 다양한 경량화용 기능성 소재개발에도 힘쓰고 있다. 최근 높아지고 있는 자동차 소재 경량화 요구에 발빠르게 대응하기 위해서다.

시장조사기관인 마켓앤드마켓에 따르면 자동차용 경량화 시장은 연평균 약 7.3%의 성장률을 보이며 2025년 993억 달러까지 성장할 것으로 예상된다. 글로벌 리서치 기업인 리서치 네스터 또한 대표적인 경량화용 기능성 소재인 탄소 섬유 프리프레그 시장에 대해 연평균 10.5%의 성장률을 나타내며 오는 2033년 282억5,000만 달러 수준으로 성장할 것으로 내다봤다.

전 세계적으로 경량 신소재 연구 개발이 활발한 가운데, 국내외 다수의 기업들이 선루프 프레임, 차량 보닛 등 금속 부품을 탄소복합소재로 대체하기 위해 노력 중이다. 애경케미칼 또한 △초고속 경화 프리프레그(AKAPREG) △친환경 탄소섬유 SMC(SMC; Sheet Molding Compound) 등의 소재를 개발해 세계 트렌드에 발맞춰 나가고 있다.

애경케미칼의 초고속 경화 프리프레그는 성형 시 빠른 경화 특성으로 생산성을 높일 수 있다는 장점이 있다. 일반 프리프레그 성형 시 최소 1시간 이상이 소요되는데, 애경케미칼의 프리프레그는 경화 속도를 3분 이내(프레스 성형 시)로 줄였다. 대량 생산이 필요한 자동차 부품 생산 공정에 적합하다. 주로 차량 도어, 프론트 범퍼, 라디에이터 그릴, 리어스포일러 등에 활용되며, 내충격성과 난연성이 우수해 전기차 배터리 케이스 하우징에도 확대 적용할 계획이다.

또 다른 경량화 소재인 친환경 탄소섬유 SMC는 기계적 강도가 우수하고, 굴곡진 부분 처리가 수월하다. 소재 특성상 나타나는 유려한 무늬로 인해 디자이너의 선호도가 높아 자동차 내장 가니쉬 소재로도 활용된다. 특히 유독물질인 스티렌모노머(SM)를 사용하지 않아 인체에 유해한 성분이 없다는 게 가장 큰 강점이다.

애경케미칼 관계자는 “수소 운송·저장용기와 자동차 등 산업 전반에서 강도와 경량화에 대한 중요성과 필요는 점차 커지고 있다”면서 “애경케미칼이 보유한 복합소재 연구개발 역량과 기술력을 바탕으로 시장의 요구에 민첩하게 대응해 나가겠다”고 전했다.

▲ H2 MEET 2023에 참가한 애경케미칼의 전시 부스