상용 소재 대비 재료연이 개발한 KIMS MgO 신소재의 특성 도식도. (사진=재료연 제공)

과학기술정보통신부 산하 정부출연연구기관인 한국재료연구원(KIMS, 이하 재료연)의 연구성과가 '2023년 국가연구개발 우수성과 100선'에 선정됐다.

이번에 선정된 기술은 세라믹재료연구본부 기능세라믹연구실 안철우 박사 연구팀의 'KIMS MgO(마그네시아) 방열 신소재 기술'이다.

MgO 소재는 방열 성능은 우수하나 제조가 어렵고 공기 중 수분과 반응해 방열 소재로 사용하지 못했었다. KIMS MgO는 저온에서 쉽게 제조할 수 있고 공기 중의 수분과 반응하지 않아 전기차 화재 사고 예방을 위한 배터리 열관리에 사용될 예정이다.

전기차 수요가 점차 증가하는 가운데, 전기차 안전성 향상을 위해 배터리를 포함한 전자제품용 방열 소재의 성능 향상이 요구되고 있다. 개발된 KIMS MgO 소재는 상용 알루미나와 가격은 유사하면서 방열 성능이 2배 이상 우수하다. 연구팀은 KIMS MgO 소재를 세라믹 제조 공정 중에서 가장 저렴한 공정으로 제조되도록 개발했다. 일반 MgO에 0.2%의 극소량 첨가제를 첨가해 열처리하는 공정이다. 따라서, 세라믹 업계에서 사용하는 기존 장비를 그대로 사용해 쉽게 제조 및 상용화할 수 있다.

재료연 기능세라믹연구실은 2015년부터 연구원 기본사업으로 미래형 열관리 소재 개발을 시작했다. 현재도 KIMS MgO를 비롯한 다양한 열관리 소재를 개발 중이다. KIMS MgO 소재는 연구원 기본사업으로 방열 세라믹 소재의 원천 연구부터 시작해, 연구소 기업인 소울머티리얼을 설립해 상용화에 성공했다. 현재는 방열 소재의 추가 발전 연구를 수행하고 있으며, MgO 도가니를 비롯한 다양한 제품과 시장으로 응용 분야를 확장하고자, 관련 연구 등을 수행하고 있다.

재료연 안철우 책임연구원은 "일본 선도 기업에서도 해결하지 못한 MgO 소재의 모든 문제점을 완벽히 해결한 세계 유일의 소재라는 점을 인정받았다는 데에 의미를 두고 싶다"며 "앞으로도 방열 세라믹 소재 시장에서 우리나라가 선도국에 자리할 수 있도록 최선을 다해 계속해서 노력하겠다"고 말했다.

한편, 국가연구개발사업 우수성과 100선은 국가 발전을 견인해 온 과학기술의 역할에 대한 국민의 이해와 관심을 제고하고, 과학기술인의 자긍심을 고취하기 위해 정부가 국가연구개발 우수성과를 선정하는 제도이다. 지난 2006년부터 이를 매년 선정 및 발표해오고 있다.