[이지경제] 정재훈 기자 = 포스코가 수소·전기차 등 새로운 모빌리티 시대를 위한 친환경 소재를 개발하며 차세대 모빌리티 소재시장 선점에 나섰다.

23일 포스코그룹에 따르면 포스코는 전기차, 수소차, 무인자동차 등 뉴 모빌리티 시대에 발맞춰 자동차의 무게를 줄일 수 있는 ‘기가스틸’, 전기모터의 효율성을 개선할 수 있는 친환경 최고급 무방향성 전기강판인 ‘하이퍼 NO’ 등 미래 자동차용 소재 개발에 주력하고 있다.

또한 포스코인터네셔널을 통해 전기차 모터의 핵심인 모터코어를 공급하고, 포스코케미칼은 2차전지의 핵심 소재인 양극재와 음극재 공급을 추진하는 등 미래차를 구성하는 필수 요소들을 모두 공급할 수 있는 능력을 갖췄다.

포스코는 가볍고 안전한 전기차용 차체, 서스펜션, 배터리팩 개발을 위해 ‘기가스틸’을 개발했다. 1㎟ 면적당 100㎏ 이상의 무게를 견딜 수 있는 초고장력강판으로 10원짜리 동전만한 크기에 25톤 이상의 무게를 버틴다. ▲알루미늄 ▲탄소 섬유 강화 플라스틱 등 경쟁 소재보다 더 강하고 가벼운 소재로 알루미늄 대비 3배 이상 강하고, 3배 이상 얇은 강판으로 가벼운 차체를 구현할 수 있다.

또한 알루미늄과 비교해 소재 가격은 3.5배, 가공비는 2.1배 낮추며 생산 비용을 효율적으로 절감했으며, 누적 CO₂ 배출량을 기존 대비 약 10% 줄여 환경을 보호하는 등 경제성과 친환경성까지 더했다.

포스코가 개발한 하이퍼 NO는 종이처럼 얇은 두께와 특수 코팅 기술로 전력 손실을 최소화하고, 소음과 진동을 획기적으로 개선했다.

전기차의 경우 통상 주행거리 5㎞ 연장을 위한 배터리 용량 증대에 23만5000원의 비용이 소요된다. 반면 하이퍼 NO를 적용한 구동모터를 사용할 경우 소요 비용은 2만8000원까지 절감이 가능하다.

특히 전기 에너지를 회전 에너지로 변화시키는 과정에서 발생하는 에너지 손실을 최소화하고 효율성을 높일 수 있도록 개발돼 기존의 전기강판 대비 에너지 손실이 30% 이상 낮다. 또 접착제와 같은 기능을 하는 코팅 기술 ‘셀프본딩’ 기술을 개발해 기존 용접 방식이 초래한 전자기적 특성 저하를 방치했다.

포스코는 수소전기차의 핵심부품인 금속분리판 소재에 사용되는 고내식 고전도 스테인리스강 Poss470FC강을 독자개발해 상용화에 성공했다.

앞서 포스코는 지난 2006년부터 수소전기차용 금속분리판 소개개발 프로젝트를 추진하고 2010년대부터 현대자동차와 공동으로 부품 개발을 진행했으며, 2018년부터 현대차의 양산 수소전기차 모델 ‘넥쏘’에 Poss470FC강을 적용하고 있다.

Poss470FC강은 현대차와 국내 연구기관의 ▲내부식성 ▲전기전도성 ▲연료전지 내구성능에 관한 기초물성 ▲실차 내구성능 평가에서 미국 에너지성에서 2020년 수소전기차 상용화 목표를 상회하는 성능을 보였다. 또 장기 내구성과 실차 내구성에서도 우수성을 검증받았다.

포스코가 상용화한 Poss470FC강은 향후 친환경차로 각광받고 있는 수소전기차의 높은 제조원가의 장벽을 낮춰 수소전기차 보급 및 확대에 크게 기여할 것으로 전망된다.

포스코그룹의 종합 화학 및 소재 그룹사인 포스코케미칼은 전기차 배터리를 구성하는 ▲양극재 ▲음극재를 동시에 생산하고 있다.

양극재의 경우 전기차의 주행거리를, 음극재는 배터리 수명 및 충전시간에 영향을 미친다. 이에 포스코케미칼은 1회 충전 시 주행거리 600㎞ 달성을 위해 에너지 밀도를 높이고 원가를 낮춰 경제성을 확보할 수 있는 High니켈 기반의 양극재 개발과 동시에 10분 급속충전을 위해 구조안정성이 높고 팽창성이 낮은 인조흑연 음극재 등 차세대 제품개발에 박차를 가하고 있다.

포스코케미칼은 시장 수급상황 대응을 위해 2차전지 소재 생산능력 확장에도 노력을 기울이고 있다. 양극재와 음극재의 차세대 소재 선행개발을 통해 기술 리더십을 확보하고 국내·외 지속적인 증설 투자를 통한 글로벌 양산체제를 구축해 점유율을 확대하고 성장을 이어나간다는 꼐획이다.

한편 포스코와 포스코케미칼, RIST 3사는 R&D 역량 및 인프라 결집을 통해 2019년 6월 이차전지소재연구센터를 개관한 바 있다. 이곳에서는 차세대 양극재, 음극재 제품개발과 포스코그룹의 2차전지 소재 원가경쟁력을 높일 수 있는 신공정을 연구하고 있다.

또한 배터리 전문기업과 동일한 수준의 2차전지 성능평가 인프라를 구축해 자체 생산한 양극재 및 음극재로 구성된 전지를 만든 뒤 고객들의 요구에 맞춰 다양한 평가를 수행할 수 있게 됐다.

정재훈 기자 다른기사 보기