배터리업계, 이차전지 소재 개발·공급망 강화
배터리업계, 이차전지 소재 개발·공급망 강화
  • 최준 기자
  • 승인 2023.12.01 06:05
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포스코, 광양제철소 내 고효율 무방향성 전기강판 공장 준공
두산, 건물용 수소연료전지 제품 라인업...모빌리티로 확대
나노캠프, 259억원 투자유치 성공...고체 전해질 생산 준비
포스코필바라리튬솔루션 수산화리튬공장 준공식. 사진=포스코
포스코필바라리튬솔루션 수산화리튬공장 준공식. 사진=포스코

[이지경제=최준 기자] 배터리업계가 이차전지 소재 공급망을 강화하고 있다.  

1일 업계에 따르면 포스코그룹은 지난달 29일 전남 율촌산업단지에 포스코필바라리튬솔루션의 수산화리튬  공장과 포스코 광양제철소 내 고효율 무방향성 전기강판(Hyper NO) 공장을 준공했다.

포스코그룹은 이번 수산화리튬 공장 준공으로 그룹 신성장 동력의 핵심인 이차전지소재사업의 주요 원료를 국내에서 첫 상업 생산하게 된다. 또한 세계 최고 기술력을 바탕으로 Hyper NO 공장을 증설해 글로벌 친환경차 소재 시장을 선도할 수 있는 교두보를 마련했다.

포스코필바라리튬솔루션은 지난 2021년 포스코홀딩스와 호주 광산개발 회사인 필바라미네랄(Pilbara Minerals)社가 합작해 만든 회사다. 이 회사는 2024년까지 호주 광석리튬 기반 연산 총 4만3000톤 규모의 이차전지소재용 수산화리튬 생산 체제 구축을 목표로 하고 있다. 이날 준공한 제1공장은 연산 2만1500톤 규모이며 같은 규모의 제2공장은 2024년 준공 계획이다. 수산화리튬 4만3000톤은 전기차 약 100만대를 생산할 수 있는 규모다.

포스코그룹은 같은 날  포스코 광양제철소에 글로벌 친환경차 및 고급가전용 철강 수요 확대에 대응하기 위해 연산 15만톤 규모의 1단계 Hyper NO 공장을 준공했다. 포스코그룹은 2024년까지 광양제철소에 1단계와 동일한 규모의 2단계 공장을 준공해 광양 30만톤, 포항 10만톤 등 총 연산 40만톤의 Hyper NO 생산 체제를 완성한다는 목표다. 이는 전기차 약 500만대에 들어가는 구동모터코아를 만들 수 있는 양이다.

최정우 포스코그룹 회장은 이날 준공식 기념사를 통해 “포스코그룹은 이차전치소재의 핵심 원료인 리튬 국산화와 고효율 전기강판 공급확대로  글로벌 친환경차 시장에서 선도적인 위치를 확보하고 국가경쟁력 강화에 기여해 친환경 미래소재 대표기업으로 가는 교두보를 마련하게 됐다"고 말했다.

 

 수소를 직접 투입해 운영할 수 있는 1kW급(왼쪽), 10kW급 건물·주택용 수소연료전지 ‘H2-PEMFC’ 시스템. 사진=두산
 수소를 직접 투입해 운영할 수 있는 1kW급(왼쪽), 10kW급 건물·주택용 수소연료전지 ‘H2-PEMFC’ 시스템. 사진=두산

두산은 수소연료를 직접 투입해 운영할 수 있는 1kW·10kW급 건물·주택용 수소연료전지 ‘H2-PEMFC(고분자전해질형연료전지)’ 시스템 개발을 완료했고 고정형 연료전지 안전기준 KGS AH371의 설계 및 생산단계 인증을 획득했다고 30일 밝혔다.

이번에 개발한 H2-PEMFC 시스템은 천연가스를 개질하는 방식이 아닌 수소연료를 직접 투입하는 순수소 모델로 50~55% 수준의 높은 전기효율을 낼 수 있다. 다른 타입의 수소연료전지 보다 저온에서 작동하는 만큼 부하의 변동에 대응해 발전량을 조정하는 부하추종운전이 빠르다. 

1kW·10kW급 ‘H2-PEMFC’ 시스템은 1기 수소 시범도시 중 하나인 삼척시 수소타운에 적용돼 2024년까지 실증하고 소규모 분산 발전용 100kW급 H2-PEMFC 시스템도 2026년까지 개발할 계획이다.

두산은 최근 ‘H2-PEMFC’ 시스템을 활용해 한국에너지기술연구원(이하 에기연)과 암모니아 추출 수소 연계 수소연료전지 운전 실증에도 성공했다. 국내 최초로 암모니아에서 고순도 수소를 생산하는 반응기 핵심기술 확보에 성공한 에기연 수소연구단 정운호 박사 연구팀과 협업해 이번 실증을 진행했으며 실증 결과 암모니아에서 추출한 수소를 연료로 투입했을 때 일반적인 고순도 수소와 동등한 수준의 전력 생산이 가능하다는 것을 확인했다.

암모니아는 수소와 질소만으로 이뤄진 무탄소 연료로 상온에서 고압으로 쉽게 액화할 수 있어 액화 수소보다 저장 및 운반에 유리하다. 액화 암모니아는 단위 부피당 수소저장밀도가 액화 수소보다 약1.7배 높기 때문에 대용량 저장도 가능해 다가오는 수소 시대의 중요한 자원으로 각광받고 있다.

모빌리티용 수소연료전지 개발에도 박차를 가하고 있다. 두산은 지난해부터 두산밥캣의 스키드로더에 적용하기 위한 건설기계용 60kW급 수소연료전지 파워팩을 개발 중이며 2026년까지 개발 및 실증을 완료할 계획이다. 그 이후에는 100kW ~ 200kW급 선박용 수소연료전지 개발도 추진한다.

특히 선박은 탈탄소 규제가 가장 구체적으로 진행되고 있는 분야로 IMO(국제해사기구)는 2050년까지 선박분야 탄소저감 목표를 50%에서 100%로 최근 상향 조정한 바 있다. 수소는 이를 대응할 수 있는 중요한 대안 중 하나로 주목받고 있다. 두산은 중소형 선박을 중심으로 전기 효율이 높고 부하추종운전이 우수한 선박용 ‘H2-PEMFC’의 수요가 높아질 것으로 기대하고 있다.

두산 관계자는 “전 세계적으로 무탄소 수소에너지의 대량 생산, 저장, 운송 기술의 개발과 실증이 본격화하고 있으며 수년 내 순수 수소를 연료로 사용하는 시장이 열릴 것으로 기대된다”면서 “두산은 건물용 수소연료전지 및 신재생에너지 보급 융·복합지원사업 외에도 분산 발전, 모빌리티 등으로 사업영역을 확장함으로써 친환경 에너지 솔루션 기업으로 성장해 나갈 것”이라고 말했다.

 

사진=나노캠프
사진=나노캠프

전고체 전해질 전문 스타트업 나노캠프는 기술보증기금 투자유치에 따라 전년도 설립 이래 총 259억원의 투자 유치에 성공했다.

올해 상반기 시리즈 A 투자 라운드에 연이어 진행된 이번 투자는 기술성 및 사업성이 우수한 기업에 대한 기술보증기금의 보증연계투자 프로그램으로 직접 투자와 더불어 기술평가를 통한 20억원 규모의 보증지원이 별도 제공됐다.

나노캠프는 지난해 4월 설립한 스타트업으로  전고체 배터리 핵심소재인 고체 전해질 생산을 준비 중이다. 나노캠프의 전해질은 대부분의 전고체 배터리 기업들이 주목하고 있는 황화물 계열이면서도 수분 안정성이 낮은 황화물 계열의 단점을 극복할 수 있는 차별화된 조성을 보유하고 있다. 

전고체 배터리는 우수한 안전성과 에너지 밀도로 인해 폭발 및 화재위험 등 이차전지의 한계를 원천적으로 극복할 수 있는 미래형 이차전지로 알려져 있다.

배진환 나노캠프 부사장은 “이번에 확보된 추가 재원은 2024년 상반기 준공을 목표로 충주시 동충주산업단지에 건설 중인 고체 전해질 제조시설의 조기 안정화에 기여할 것”이라며 “현재 나노캠프는 시설 공사와 함께 제품 완성도를 높이기 위한 준비작업에 만전을 기하고 있다”고 말했다.


최준 기자 news@ezyeconomy.com

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