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과기부, 수소연료전지 촉매·홀로그램용 광메타소재 원천기술 확보 나선다

나노·소재기술개발사업 신규 과제 선정…8개 연구단, 4개 연구실 신규 출범

여용준 기자

기사입력 : 2021-08-03 16:03

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과학기술정보통신부는 나노‧소재기술개발사업의 2021년도 신규 과제를 선정해 8개 국가핵심소재연구단과 4개 미래기술연구실이 신규 출범한다고 3일 밝혔다.

나노‧소재기술개발사업은 소부장 정책을 뒷받침하는 과기정통부의 대표사업으로서 주력산업 고도화와 미래 신시장·신산업 창출을 견인할 세계 수준의 원천기술 확보를 지원하고 있다.
올해부터는 유형에 따라 크게 185대 R&D핵심품목 자립화를 위한 '국가핵심소재연구단'과 65대 미래선도품목 등의 미래 첨단소재 확보를 위한 소재분야 '미래기술연구실'로 구분‧지원하고 있다.

국가핵심소재연구단은 2019년 5개 연구단을 시작으로 지난해 27개 연구단, 이번에 선정한 8개를 포함해 올해 총 57개 연구단을 지원할 계획이다.

각 연구단은 초저백금 연료전지 촉매 개발 플랫폼 연구단, 금속지지형 양성자 전도성 고체산화물 연료전지 연구단, 이차전지용 실리콘 음극 연구단, 이종 나노구조체 기반 헬스케어 날숨센서 연구단, 고강도 알루미늄합금 판재 연구단, 바이오매스 기반 수송기기 소재 개발 연구단, 차세대 반도체 레이저 핵심소재부품 연구단, 미래차 디스플레이 커버윈도우 핵심소재 연구단 등이다.

이 중 '수소연료전지용 초저백금촉매 연구단'은 경제적 가치 창출 가능성이 높은 것으로 평가 받고 있다. 수소연료전지 촉매로 사용되는 백금은 희소성과 공급 불안정성 등으로 1g 당 7만원 상당의 고가이며 통상 촉매 가격이 연료전지 전체 가격의 45%를 차지한다.
이 연구단은 촉매에 사용되는 백금 양을 기존의 상용 방식에 비해 10분의 1 수준으로 저감하면서 동일 성능의 초고활성‧고내구성을 갖는 신촉매소재 개발을 목표로 한다.

그동안 유사한 목적의 타 연구들은 실험실 단계를 넘어 상용화 과정으로 연결되지 못하는 등 한계가 있었다. 연구단은 실험실에서의 핵심기술 확보 다음 단계로서 기술 상용화를 위한 신촉매 적용용 막전극접합체(MEA) 100㎠(10×10) 이상 대면적화 기술 개발도 진행한다. 또 신촉매소재 개발 이후에는 대량 생산을 위한 최적의 양산 기법을 기업과 함께 개발하도록 지원한다.

이 밖에 연구단으로 이차전지용 실리콘 음극소재 연구, 수송기기용 바이오매스 기반 바이오플라스틱 소재 개발 등도 지원한다.

미래기술연구실은 65대 미래선도품목을 포함한 미래 첨단소재를 중심으로 미래 유망 소재분야의 공급망을 선도적으로 창출‧선점하도록 한국재료연구원 중심의 조사‧기획 전문가 집단체계를 구성‧활용해 미래 첨단소재별 기술난제를 도출하고 이를 해결하는 R&D지원 방식의 적용에 집중해 나갈 계획이다.

각 연구실은 홀로그램용 능동 광메타 소재 및 소자 연구실, 바이오 인터페이싱 소재 연구실, 나노구조 기가강도 알루미늄 연구실, 인공지능-스마트랩 기반 산화물 고체전해질 혁신 연구실 등이다.
이 중 '홀로그램용 광메타소재 연구실'은 디스플레이 분야 핵심기술을 선점할 것으로 기대된다. 미래형 홀로그램 구현을 위해서는 2비트 수준의 해상도 향상과 10도 이하의 시야각 확대 문제가 주요한 기술난제였다.

연구실은 6비트급 고해상도(400㎚)와 60도 이상 광시야각이 가능한 미래용 홀로그램 구현을 위해 빛의 위상과 세기를 동시에 능동적으로 변조할 수 있는 새로운 광메타소재 개발을 목표로 하고 있다. 이러한 기술난제를 해결을 통해 홀로그램 사용시 시야각 제한과 시각적 피로감과 구현을 위해 요구되는 복잡한 장치 등의 기존 입체영상 디스플레이의 한계 극복이 가능하다.

이 밖에 미래 모빌리티용 고강도 알루미늄 개발 등도 지원하며, ’25년까지 총 100개 연구실을 선정‧지원해 나갈 계획이다.

12개 연구단‧연구실에는 5년 동안 총 720억원을 지원하고 주기적인 교류회‧토론회 개최, 특허 전략 수립‧실행, 기술 수요 기업 조사‧연계 및 산학연 협력 등의 R&D과정 수행 밀착 지원도 추진할 계획이다.


여용준 글로벌이코노믹 기자 dd0930@g-enews.com
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