“그래핀 가능성 시대 넘어,

레비디안이 상용화 공식 다시 쓰다”

■레비디안(Levidian) 소개를 부탁드린다

레비디안은 청정에너지와 탈탄소화라는 산업 전환의 중심에서 기술 혁신을 통해 새로운 가치 사슬을 구축하고 있는 영국의 첨단 소재 기업이다. 산업 현장 적용에 최적화된 기술 역량과 혁신적인 경제성을 바탕으로 고품질의 그래핀을 대규모로 안정적으로 공급하며 고객의 경쟁력과 지속가능성 확보를 지원하고 있다.

이 같은 경쟁력의 핵심에는 레비디안의 특허 기술인 ‘LOOP(루프)’가 있다. LOOP는 연소 이전 단계에서 메탄을 분해해 고품질 그래핀과 청정 수소를 동시에 생산하는 기술로, 생산물의 품질과 공정 효율, 적용 유연성 측면에서 기존 그래핀 생산 방식과 뚜렷한 차별성을 갖는다. 레비디안은 단순한 소재 공급을 넘어 산업 현장에서 신뢰할 수 있는 그래핀을 제공함으로써 성능 개선과 비용 경쟁력, 탈탄소화 효과를 동시에 구현하는 데 주력하고 있다.

현재 레비디안은 본사 소재지 영국 캠브리지와 UAE-아부다비를 거점으로 에너지·유틸리티·제조 분야의 글로벌 파트너들과 협력을 확대하고 있다. ADNOC(아부다비 국영석유회사), United Utilities), OMV, Gas Malaysia, Southwire 등과 실제 제품 및 공정 구축 프로젝트를 진행 중이며, 레비디안의 그래핀은 이미 페인트·코팅, 건축자재, 차세대 배터리 등 다양한 상용 제품에 적용되고 있다.

이러한 기술력과 성과를 바탕으로 레비디안은 Advanced Materials Council(첨단소재협회)로부터 검증된 그래핀 생산업체로 인정받았고, 파이낸셜타임스(FT)가 지원하는 미디어 Sifted가 선정한 ‘유럽에서 가장 빠르게 성장하는 스타트업(Sifted250)’에도 이름을 올리며 기술력과 성장성을 동시에 입증했다.

■레비디안의 LOOP 기술은 그래핀 상용화의 핵심 전환점으로 평가받고 있다. 이 시스템이 기존 방식과 다른 점은 무엇인지

기존 그래핀 생산은 흑연을 물리·화학적으로 박리하는 탑다운(top-down) 공정이나 금속 기판 위에서 그래핀을 성장시키는 화학기상증착(CVD) 방식이 주를 이뤄왔다. 이들 기술은 특정 응용 분야에서는 우수한 물성을 구현할 수 있지만 산업 현장에서 요구되는 일관된 품질 관리, 대량 생산성, 비용 경쟁력 측면에서는 한계를 안고 있었다. 특히 채굴 흑연을 원료로 사용할 경우, 불순물 혼입과 배치 간 품질 편차 문제가 반복적으로 제기돼 왔다.

▲ 레비디안의 15톤 규모 그래핀 생산설비인 Gen2 챔버

레비디안의 LOOP 기술은 원료와 공정 설계 단계부터 이와 다른 접근을 취한다. 마이크로파 플라즈마를 활용한 바텀업(bottom-up) 방식으로 메탄을 직접 분해해 고체 탄소 형태의 그래핀과 수소를 동시에 생산한다.

가스 상태의 탄소를 원자 단위에서 제어해 그래핀 구조를 형성하는 방식으로, 촉매나 고온 토치 없이 에너지를 메탄 분자에 직접 전달한다는 점이 특징이다.

이로 인해 상대적으로 저온·저압 공정이 가능하며 물이나 화학 첨가제가 필요 없는 단순하고 청정한 공정을 구현했다.

LOOP 시스템의 산업적 경쟁력은 특허 노즐(nozzle) 기술을 기반으로 한 양산 설계에서 확인된다.

Gen2 모듈은 연간 15톤 이상의 그래핀 생산이 가능하도록 설계됐으며 공정 안정성과 품질 재현성을 동시에 확보했다. 여기서 생산된 그래핀 나노플레이트렛은 규격 제어와 재현성이 뛰어나 산업용 소재로서 안정적인 공급이 가능하다.

또한 모듈형으로 설계된 LOOP 시스템을 통해 메탄이 생산되거나 소비되는 현장에 직접 설치·운영할 수 있어 공급망 리스크를 줄이는 동시에 현지에서 고부가가치 소재와 청정 수소를 동시에 생산하는 새로운 산업화·탈탄소화 모델을 제시한다.

■그래핀은 소재, 에너지, 환경 등 다양한 산업으로 활용이 기대되고 있다. 레비디안이 가장 주목하는 차세대 그래핀 응용 분야는 어디인지

레비디안은 그래핀을 다양한 산업으로 확장 가능한 플랫폼 소재로 인식하면서도 단기적으로는 즉시 산업 적용이 가능한 분야에 전략적으로 집중하고 있다. 핵심 기준은 그래핀이 실제 공정과 제품에서 빠르게 성과를 입증할 수 있는지 여부다.

대표적인 분야는 배터리, 복합소재, 페인트·코팅이다. 레비디안의 그래핀 나노플레이트렛은 분산성과 코팅성이 뛰어나 기존 제조 공정에 별도 설비 변경 없이 적용할 수 있다. 이는 산업 적용의 가장 큰 장벽인 공정 전환 부담을 크게 낮춘다.

배터리 분야에서는 양극·음극 활물질을 그래핀으로 캡슐화해 전기전도성, 수명, 안전성을 동시에 개선하고 에너지 밀도 향상을 가능하게 한다. 기존 코팅 및 캘린더링 공정을 그대로 활용할 수 있어 고성능·고속 충전을 요구하는 제조사에 현실적인 해법으로 평가된다.

복합소재와 코팅 분야에서도 소량 첨가만으로 기계적 강도, 내열·난연 성능, 내식성과 방열 특성을 개선할 수 있으며, 환경 규제가 강화되는 기존 첨가제의 대안으로 주목받고 있다.

이들 응용의 공통점은 분명하다. 그래핀이 제품의 외형을 바꾸지 않으면서도 성능과 지속가능성을 동시에 강화하는 ‘보이지 않는 경쟁력’으로 작동한다는 점이다.

물·화학 첨가제 無, 메탄→그래핀 및 청정 수소 동시 생산 기술 확보

年 15톤 이상 생산, 미래 산업 고객 경쟁력 제고 및 지속가능성 지원

■그동안 그래핀의 상용화가 쉽지 않았다. 레비디안이 배터리용 ‘그래핀 캡슐화 기술(BAM)’을 선보인 지금, 글로벌 그래핀 시장의 현주소와 향후 성장 가능성은 어떠한가

그래핀 산업은 한때 기대가 실제 적용을 앞질렀던 과대 기대의 국면을 지나, 현재 기술과 시장의 간극을 좁히는 보다 현실적인 성장 단계로 진입하고 있다. 레비디안을 포함해 주요 기업들은 범용 적용보다 산업적 파급력이 검증 가능한 고부가가치 응용 분야에 집중하는 전략으로 전환하고 있다.

고객 역시 킬로그램(kg) 단위의 시험 적용을 넘어, 톤 단위 사용을 전제로 한 검토에 나서고 있다. 가격 중심의 판단에서 벗어나 수명 주기 성능, 공정 적합성, 탄소 저감 효과까지 종합적으로 평가하는 흐름은 시장의 질적 변화를 보여준다.

이 변화의 중심에 배터리 산업이 있다. 레비디안의 그래핀 캡슐화 기술 BAM(Graphene Encapsulation for Batteries)은 셀 구조의 근본적 변경 없이 성능 개선을 가능하게 하는 해법으로 주목받고 있다. 기존 공정에 적용할 수 있어 상용화 속도가 빠르다는 점도 강점이다.

향후 그래핀 시장의 성장은 배터리, 고분자, 코팅, 콘크리트 등 이미 산업 기반이 구축된 분야를 중심으로 단계적으로 확산될 전망이다. 단기간의 외형적 팽창보다는 기존 제품과 공정에 통합돼 성능과 지속가능성 문제를 해결하는 ‘강한 성장’ 국면이 될 것으로 보인다.

■한국에서도 그래핀 상용화 노력이 활발하다. 레비디안은 한국 그래핀 산업의 경쟁력과 협력 가능성을 어떻게 평가하고 있는가

한국은 배터리·전자·첨단소재 분야에서 세계 최고 수준의 산업 생태계를 갖춘 시장이다. 글로벌 OEM과 경쟁력 있는 연구기관 등이 집적돼 있어 신소재의 실증과 상용화를 동시에 추진하기에 최적의 환경을 갖추고 있다.

이러한 점에서 레비디안은 한국을 그래핀 응용 연구와 대량 생산 확대를 위한 핵심 거점으로 인식하고 있으며, 배터리 소재와 고성능 폴리머, 코팅 분야에서의 협력 가능성을 높게 평가하고 있다. 장기적으로는 한국 내 LOOP 구축을 통한 그래핀과 수소의 현지 생산까지 염두에 두고 있다.

■레비디안은 그래핀을 통해 지속가능한 소재 산업의 새로운 표준을 제시하고 있다. 회사가 그리고 있는 중장기 비전과 목표에 대해 한 말씀 부탁드린다

레비디안의 목표는 그래핀이 카본 블랙이나 특수 첨가제처럼 산업 전반에서 신뢰받는 기본 소재로 정착하는 것이다. 이는 단순한 대체가 아니라 성능과 지속가능성 측면에서 기존 소재의 한계를 뛰어넘는 새로운 산업 표준을 정립하겠다는 의미다.

LOOP는 연소 이전 단계에서 메탄 속 탄소를 포집·전환하는 기술이지만 레비디안이 강조하는 탈탄소의 본질은 공정 그 자체에 머물지 않는다. 그래핀이 실제 제품과 시스템에 적용돼 수명 연장, 효율 향상, 자원 사용 절감으로 이어질 때 비로소 산업적 탈탄소가 완성된다는 것이 회사의 관점이다.

이를 위해 중기적으로는 파트너사와의 공동 응용 개발을 확대하고, 산업 현장에 즉시 적용 가능한 그래핀 제품군을 지속적으로 확장할 계획이다. 장기적으로는 메탄을 연료가 아닌 소재로 전환하는 ‘Methane-to-Materials’ 기술이 보다 순환적이고 자원 효율적인 산업 구조를 떠받치는 핵심 축이 될 것으로 보고 있으며, 레비디안은 그 전환의 선두에 서겠다는 전략이다.

이제 그래핀 상용화의 질문은 ‘가능한가’에서 ‘누가, 어떻게 실행하는가’로 옮겨가고 있다. 레비디안은 기술과 시장, 탈탄소화를 유기적으로 연결하는 방식으로 그 해답을 제시하고 있다.

▲ 레비디안의 그래핀 생산 시스템 ‘LOOP20’