기술패권 경쟁시대, 첨단산업 초격차 이끄는 우수나노기업(22)-필로스 김정학 대표

“필로스, 친환경·高효율 분리막 기술 新 기준 제시”

■필로스에 대한 회사 소개를 부탁드린다

㈜필로스는 다양한 종류와 형태의 분리막(Membrane)을 직접 제조하는 전문 기업이다. 필로스가 제조한 분리막은 물, 공기, 에너지·바이오 등 여러 산업 분야에 핵심 기자재로 적용돼 첨단 산업화 실현에 기여하고 있다.

필로스는 40여년간 연구해온 분리막 제조 기술을 바탕으로 △먹는 물 정수 △해수담수화 △물 재이용 △오·폐수처리 및 분리·농축 분야에서는 이미 최적화된 공정 기술로 여러 실적을 보유하고 있으며, 더 나아가 글로벌 분리막 시장에도 필로스의 제품이 진출하고 있다.

당사의 핵심 역량은 활발한 R&D에 의한 분리막 제조 원천기술과 공정기술 보유에 있다. 필로스는 총 40여건에 달하는 특허를 기반으로 각 산업에 적합한 기술과 제품을 제공하고 있다.

또한 국산 분리막 제조업체로서 대량 생산시설을 운영하며, 이를 활용한 막 모듈 상품화를 추진하고 있다. 이를 통해 일반적인 수처리 시장뿐 아니라 분리·농축, 습도조절 등 다양한 공정 분야에서 고객의 요구에 부합하는 고효율 분리막 제품을 공급하고 있다.

대표적으로 오·폐수처리 공정인 MBR(Membrane Bioreactor)에 적용되는 분리막은 전국 1천여 곳의 현장에 납품돼 기술력을 인정받고 있으며, 원자력 발전용 수처리에도 당사의 분리막이 사용되고 있다.

나노입자 및 식품·바이오 분야에서는 분리막과 공정기술이 결합된 분리·농축 패키지형 시스템을 통해, 고객 맞춤형 기술 솔루션을 제시하고 있다.금번 나노기술 인증을 받은 습도조절 분리막의 경우, 공기의 온도 변화 없이 낮은 에너지로 효율적인 가습과 제습이 가능한 혁신적인 기술로 다양한 산업분야에 적용 가능한 분리막 제품이다.

해당 기술은 수소연료전지의 핵심 부품인 막 가습기의 용도로 사용되며, 온도 변화가 없는 등온 습도조절이기 때문에 공조분야나 일반 건축물 뿐 아니라 △데이터 센터 △반도체 클린룸 △제약 시설 △스마트팜 등, 정밀 습도 제어가 필수적인 고부가가치 산업에도 적용이 가능한 고효율 저에너지 습도 조절 기술이다.

필로스는 분리막을 이용한 수처리용 소재를 공급하는 기업을 넘어 물, 공기, 에너지 및 바이오 등 다양한 산업분야에 적합한 효율적인 분리막 기술을 적용하는 'Total Membrane Solution Company'로서, 미래 환경산업의 패러다임을 이끌고 대한민국의 나노기술 경쟁력을 강화하는 데 기여할 계획이다.

■현재 개발 중인 주요 제품과 그 현황은?

현재 집중하는 분야는 습도 조절 나노 분리막을 이용한 식품 바이오 산업에서의 분리 농축 기술이다.

현재 식품 바이오 분야에서는 식품의 원료물질이나 기능성 성분을 얻기 위한 분리 농축 공정에 감압증발농축을 보편적으로 사용하고 있다.

이는 단시간에 높은 수율을 보장하는 기술이지만, 증발에 필요한 에너지 소요 비용이 매우 높고, 고열의 공정이다 보니 원료물질이 손상되기 때문에 이를 방지하기 위한 부수적인 장비가 필요하다. 이처럼 불합리하고 비경제적인 기술이지만, 별다른 대안이 없어 식품 업계에서는 계속 사용 중이다.

이에 필로스는 습도 조절 분리막을 이용해 온도가 변하지 않는 등온 조건에서 원료로부터 수분을 제거하는 방식으로 기능성 물질을 분리 농축하는 공정을 개발했다.

해당 기술의 핵심인 습도 조절 분리막은 수십 나노미터 기공을 통해 냉각·가열 등 상변화나 기계적 압축 없이 오직 수증기 농도차(부분수증기압 차)만을 구동력으로 이용해 물 분자만을 선택적으로 확산시킴으로써, 원료 물질에서 수분만 배출해 양질의 기능성 물질을 얻을 수 있다.

이때 고열에 따른 기능성 물질의 손상없이 분리 농축할 수 있기 때문에 식품 바이오 산업에서의 획기적인 분리농축 기술로 자리매김 할 전망이다.

또한 습도조절 분리막과 이를 운전하기 위한 모터류 및 배관, 전기제어판넬 등이 하나의 스키드로 구성된 패키지 시스템을 상품화해, 처리용량에 적합한 시스템을 규격화 해 판매할 계획이다.

한편, 습도 조절 분리막 기술의 상용화를 고부가가치 산업 중심으로 추진하고 있다. 대표적으로 △반도체 클린룸 △제약 제조 시설 △데이터센터 △스마트팜 △정밀 공조 시스템 등, 고정밀 습도 제어가 필요한 산업용 HVAC 시장을 공략할 계획이다.

습도조절을 위해 기존에는 컴프레셔를 이용한 냉매 방식이나 제습장치를 사용했다면, 습도 조절 분리막, 가습막인 Humidor는 건조 공기를 최대 RH 95%까지, 제습막인 Superdry-M은 습윤 공기를 RH 30%까지 적은 에너지로 등온 상태의 습도 조절이 가능하다.

이는 나노크기의 분리막 기공으로 인해 응축수나 미스트(물방울) 발생이 전혀 없어 세균이나 바이러스 번식 우려가 적고 위생적이다.

필로스는 이러한 습도 조절 분리막 기술의 상용화를 위해 ’25년을 기점으로 제품의 본격 양산체계를 구축하고, 나아가 CO₂ 분리막, 바이오리액터용 분리막 및 중금속 제거 분리막 등 물, 에너지·환경 분야로 제품 라인을 확대해 물과 공기를 아우르는 정밀 제어 기술 플랫폼을 완성할 것이다.

▲ 필로스의 가습막 Humidor(左), 분리농축 내열성UF 분리막(右)

분리·농축 최적화 공정기술 보유, 물·공기·E·바이오 분야 확장

多산업 최적 솔루션 제공, 高부가 분리막 솔루션 리더 자리매김

■나노소재의 상용화 성공을 위해 필요한 정부의 지원 방안이나 규제 개선 사항이 있다면?

첨단산업의 경쟁력 강화를 위해 나노소재 상용화는 필수적이다. 그러나 중소기업 입장에서는 전문 연구인력 부족, 초기 자금 부담, 수요처 확보의 어려움 등으로 상용화 과정이 쉽지 않다.

무엇보다 전문 인재 확보가 가장 큰 과제다. 나노소재 분야는 고도의 기술 이해가 필요한 만큼 석·박사급 인력이 요구되지만, 중소기업의 여건으로는 이들을 채용하기가 어렵다.

이는 인건비 부담뿐 아니라 연구 환경이 대기업·연구기관에 비해 열악하기 때문이다. 정부가 대학·출연연과 연계한 전문인력 양성 제도와 현장연구인력 파견제를 확대한다면, 실무형 연구인력을 안정적으로 확보할 수 있을 것으로 생각된다.

또한 자금 지원이 필요하다. 상용화는 연구개발보다 훨씬 많은 설비투자와 공정 검증 비용이 들지만, 매출이 발생하기 전까지 이를 감당하기 어렵다. 정부의 시제품 제작비, 양산 전환비용 보조와 기술평가 기반 정책금융이 확대된다면 실질적인 도움이 될 것이다.

마지막으로 시장 연계 지원이 중요하다. 중소기업은 기술은 있어도 실제 수요처나 판로를 확보하기 어렵다. 정부가 나노소재 기술-수요 매칭 플랫폼을 구축하고, 대기업·공공기관과 연계한 시범사업을 확대한다면 상용화 성공 가능성은 크게 높아질 것으로 판단된다.

이러한 지원이 이루어진다면 중소기업의 기술 경쟁력은 한 단계 높아지고, 나노소재는 첨단산업을 견인하는 핵심 기반기술로 자리 잡을 것으로 생각된다.

■향후 지속 성장을 위한 대응 전략과 글로벌 시장 진출 계획은?

필로스는 미국, 벨기에, 프랑스, 캐나다, 싱가포르 등 세계적인 분리막 전문 기업 및 연구기관과의 기술 협력을 통해 고부가가치 분리막의 공동 개발을 추진하고 있다. 이러한 글로벌 협력 네트워크는 필로스의 기술 경쟁력을 강화하고, 세계 시장에서 혁신적인 분리막 솔루션 공급자로 자리매김하는 기반이 되고 있다.

현재 수처리 시장이 중국을 비롯한 글로벌 기업들의 저가 경쟁으로 포화 상태에 이르렀지만, 필로스는 차별화된 기술력과 신뢰성을 앞세워 MBR·UF·RO 등 검증된 기술을 중심으로 해외시장을 꾸준히 확장하고 있다. 특히 대규모 산업용 순수(純水) 공급 프로젝트를 성공적으로 수행하며, 국산 분리막 기술의 신뢰도를 세계 시장에서 입증했다.

그러나 단순한 가격 경쟁만으로는 장기적인 성장을 기대하기 어렵다는 점을 잘 알고 있다. 이에 필로스는 남들이 쉽게 모방할 수 없는 독자적인 고부가가치 기술을 통해 새로운 시장을 창출하고자 한다.

대표적으로 △습도조절 분리막 △중금속 제거 분리막 △CO₂ 분리막 △바이오 전용 분리막 등 혁신 기술을 중심으로, 해외 연구기관 및 기업과의 공동 상품화 프로젝트를 추진하며 적용 분야를 수처리에서 에너지·환경·바이오 산업으로 확장하고 있다.

필로스는 이러한 목표를 실현하기 위해 R&D 투자 확대와 기술 인프라 고도화에 집중하고 있다.

더 효율적이고 완성도 높은 제품 개발을 위해 핵심 연구인력을 강화, 양산 설비를 활용한 원가 경쟁력 확보, 해외 네트워크를 통한 판매시장 다각화, SNS 및 글로벌 전시회 참여를 통한 브랜드 홍보 등을 병행해 고부가가치 시장 중심의 전략적 공략을 추진하고 있다.

또한 세계적 기업들과의 공동개발 및 상용화 협력을 지속적으로 확대하며, 우수한 해외 인재 채용 및 네트워킹 강화를 통해 글로벌 역량을 강화하고 있다.

필로스는 "물·공기·에너지·바이오"로 이어지는 지속가능한 기술 생태계를 구축함으로써, 단기적인 제품 경쟁력에 머무르지 않고 지속 가능한 기술력과 산업 생태계 조성을 최우선 목표로 삼고 있다.

앞으로도 필로스는 대한민국 산업의 글로벌 경쟁력 강화에 기여하는 한편, 세계 시장에서 친환경·고효율 분리막 기술의 새로운 기준을 제시하는 글로벌 리더로 성장해 나갈 계획이다.

▲ 반도체 수처리 UF 분리막(左), 오폐수처리 MBR 분리막(右)