범퍼 긁혀도 스스로 복원…현대차·기아, 미래 모빌리티 나노 신기술

기사입력 : 2023년07월20일 10:50

최종수정 : 2023년07월20일 10:50

나노 테크데이 2023, 셀프 힐링 고분자 코팅 등 공개
태양열 이용해 전기차 운행, 투명 태양전지 기술

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 = #. 직장인 A씨가 출근길에 자동차 범퍼 쪽 긁힘을 발견했다. 몹시 화가 날 일이지만 A씨는 크게 걱정하지 않았다. 차에 적용된 셀프 힐링 기술 덕분에 곧바로 원래 상태로 돌아올 것을 알기 때문이다.

현대차·기아는 20일 서울 중구 명동에 위치한 커뮤니티하우스 마실에서 '나노 테크데이 2023'을 개최하고, 미래 모빌리티 실현의 근간이 될 나노 신기술을 대거 공개했다.

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 = 셀프 힐링 고분자 코팅 기술을 적용한 소재 [사진=현대자동차그]2023.07.20 dedanhi@newspim.com

현대차·기아는 이날 다른 목적과 활용도를 가진 총 6개의 나노 소재 기술을 소개하고 별도의 전시 공간을 마련해 직접 체험해 볼 수 있도록 했다.

이날 공개된 나노 소재 기술은 △손상 부위를 스스로, 반영구적으로 치유하는 '셀프 힐링(자가치유) 고분자 코팅' △나노 캡슐로 부품 마모를 획기적으로 줄이는 '오일 캡슐 고분자 코팅' △자동차와 건물 등 투명 성능 요구되는 모든 창에 적용 가능한 '투명 태양전지'이었다.

이와 함께 △세계 최고 수준의 효율을 자랑하는 모빌리티 일체형 '탠덤 태양전지' △센서 없이 압력만으로 사용자의 생체신호를 파악하는 '압력 감응형 소재' △차량 내부의 온도 상승을 획기적으로 저감하는 '투명 복사 냉각 필름'이 공개됐다.

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 = 셀프 힐링 고분자 코팅 기술 적용 부품의 손상 회복 과정 [사진=현대차그]2023.07.20 dedanhi@newspim.com

자율주행과 전동화는 과거와 비교할 수 없을 정도로 기술적 고도화가 이뤄지고 있지만, 핵심 부품에 발생한 미세한 상처나 마모는 치명적 오류를 불러올 수 있다. 예컨대 카메라와 라이다에 난 조그만 상처는 외부환경에 대한 정확한 판단에 지장을 초래한다. 대용량 모터의 초고속 회전으로 움직이는 전기차는 동력 부품의 내마모성과 내구성 확보가 반드시 필요하다.

현대차·기아는 나노 소재를 활용해 이러한 문제를 해결할 두 가지 고분자 코팅 기술을 선보였다. 먼저 살아있는 유기체처럼 상처를 스스로 치유하고, 마찰이 발생하는 부위에 캡슐이 터지면서 윤활막을 형성하는 셀프 힐링 고분자 코팅 기술을 공개했다.

셀프 힐링 고분자 코팅은 차량의 외관이나 부품에 손상이 났을 때 스스로 손상 부위를 치유하는 기술이다. 현대차·기아가 개발한 셀프 힐링 기술은 상온에서 별도의 열원이나 회복을 위한 촉진제 없이도 두 시간여 만에 회복이 가능하고 반영구적으로 치유가 가능하다는 장점이 있다.

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 = 오일 캡슐 고분자 코팅 기술을 적용한 시편 [사진=현대차그룹]2023.07.20 dedanhi@newspim.com

오일 캡슐 고분자 코팅은 부품에 저마찰과 내마모성을 부여해 제품의 부가가치를 향상시킨다. 나노 캡슐이 포함된 고분자 코팅을 부품 표면에 도포하면 마찰 발생 시 코팅층의 오일 캡슐이 터지고 그 안에 들어있던 윤활유가 흘러나와 윤활막을 형성하는 원리다.

현대차·기아는 진정한 친환경 모빌리티 완성을 위해 태양전지 기반의 고효율 에너지 생성 기술도 연구하고 있다. 이날 공개한 나노 소재 기반의 태양전지는 전동화 차량은 물론 건물 등에도 다양하게 활용될 수 있어 미래 성장 잠재력이 매우 큰 기술로 꼽힌다.

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 = 페로브스카이트 투명 태양전지 [사진=현대차그룹]2023.07.20 dedanhi@newspim.com

지금까지 대부분의 태양전지는 실리콘 소재를 기반으로 제조되고 있어 건물의 창문이나 차량의 글라스처럼 투명한 성능이 요구되는 곳에는 적용이 어려웠다. 현대차·기아가 이날 공개한 '투명 태양전지'는 우수한 전기적, 광학적 특성을 지닌 페로브스카이트 소재를 이용한 태양전지 기술이다.

투명 태양전지의 활용성은 앞으로 무궁무진할 전망이다. 기존 불투명 실리콘 태양전지는 전동화 차량의 지붕 위에만 한정적으로 적용돼 왔지만, 투명 태양전지는 차량의 모든 글라스에 적용돼 더 많은 발전량으로 전기차 효율을 극대화할 것으로 기대된다.

또 건물의 창문도 대체함으로써 에너지 소비를 절감하는 동시에 외관상으로도 크게 이질감 없는 건축 설계가 가능할 것으로 보인다. 이를 위해 현대차·기아는 현대건설 등과 함께 다양한 연구를 진행하고 있다.

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 =탠덤 태양전지 셀과 모듈 [사진=현대차그룹]2023.07.20 dedanhi@newspim.com

태양광을 받는 면적이 큰 전동화 상용차에 탠덤 태양전지가 적용될 경우 전력 생산 측면에서 더 큰 효과를 낼 것으로 예상된다. 더욱이 글라스 부위에 적용 가능한 투명 태양전지까지 결합시켜 차체 대부분을 발전 시스템으로 활용할 경우 진정한 의미의 탄소중립 모빌리티에 한걸음 더 다가설 수 있게 된다.

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 = 압력 감응형 소재 체험폼 [사진=현대차그룹] 2023.07.20 dedanhi@newspim.com

현대차·기아가 이날 공개한 '압력 감응형 소재'는 별도의 센서 없이 소재에 가해지는 압력을 전기 신호 형태로 변환하는 기술로, 차량의 발열시트 폼(foam) 내부에 적용돼 탑승자의 체형 부위만 정확하게 발열시켜 준다. 필요하지 않는 부위의 발열을 억제함으로써 소비전력 절감을 돕고, 전동화 차량의 경우에는 추가 주행거리 확보가 가능해진다.

현대차·기아는 이 소재를 특수 용액에 균일하게 분산시켜 스펀지와 같은 시트 폼에 코팅하는 공정 기술을 독자 개발했다. 시트 폼의 유연한 물리적 성질을 유지할 수 있도록 용액을 최대한 얇게 코팅했으며 반복되는 마찰에도 성능을 유지할 수 있도록 내구성도 확보했다.

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 = 투명 복사 냉각 필름 온도 비교[사진=현대차그룹] 2023.07.20 dedanhi@newspim.com

마지막으로 현대차·기아가 공개한 기술은 '투명 복사 냉각 필름'이었다. 투명 복사 냉각 필름은 차량의 유리에 부착돼 더운 날씨에도 별도의 에너지 소비 없이 차량 내부의 온도 상승을 낮추는 친환경 기술이다.

다층 필름 구조로 이뤄진 이 소재는 외부로부터 들어오는 자외선, 가시광선, 근적외선과 같은 열을 차단하고 효과적인 복사 냉각을 위해 원적외선대의 열을 방사한다.

기존 틴팅 필름이 외부의 열 차단만 가능한 반면, 투명 복사 냉각 필름은 열이 외부로 방출되도록 하는 기능이 추가됨으로써 차량 내부 환경을 쾌적하게 하는 동시에 탄소 저감 효과까지 얻을 수 있다.

현대차·기아 기초소재연구센터장 홍승현 상무는 "오늘 공개된 나노 기반 기술들은 현대차그룹 소재 전문가들이 지속적인 노력을 기울인 결과"라며 "나노 소재 기술은 모빌리티 산업 변화를 선도할 중요한 열쇠가 될 것"이라고 강조했다.

dedanhi@newspim.com

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"트럼프, 中 특별교역국 박탈 가능성" [서울=뉴스핌] 박공식 기자 = 미국과 중국 사이에 자존심을 건 관세전쟁이 계속 고조될 경우 트럼프 행정부가 중국에 부여한 특별교역국(PNTR:Permanent Normal Trade Relations, 영구정상교역관계) 지위까지 박탈해 중국에 대한 관세를 평균 61%까지 올릴 가능성이 있다고 로이터통신이 무역전문가들을 인용해 5일(현지시간) 보도했다. 통신은 도널드 트럼프 대통령이 취임 첫날(1월20일) 하워드 러트닉 상무장관 지명자와 제이미슨 그리어 미 무역대표부(USTR) 대표 지명자에게 중국의 특별교역국 지위와 관련한 입법적 조치를 검토하라고 지시했다고 전했다. PNTR은 이전 '최혜국대우(most-favored-nation treatment)'로 불려진 것으로, 관세와 항해 등 양국간 관계에서 제3국에 부여한 조건보다 절대 불리하지 않은 대우를 하는 것이다. 세계무역기구(WTO)가 교역의 일반원칙으로 지지하고 있다. 미국은 2000년 중국의 WTO 가입 전 중국에 PNTR 지위를 부여했다. 이후 중국의 대미수출은 급격하게 증가했다. 트럼프 대통령의 중국에 대한 PNTR 지위 재검토 지시 이후 존 물레나 공화당 의원과 톰 스워지 민주당 의원은 지난 1월 23일 하원에 공정무역복원법안(Restoring Trade Fairness Act)을 공동발의했다. 물레나 의원은 하원 중국관련특별위원회의 공화당 의장을 맡고 있다. 상원에도 동시 발의된 법안은 중국과 정상교역 관계를 중단하고 관세를 5년간 35~100% 수준으로 인상하는 내용을 담고 있다. 비슷한 법안은 과거에도 여러 차례 의회에서 발의됐지만 충분한 지지를 얻지 못해 폐기됐다. 그러나 이번에는 사정이 다르다. 무역 전문가들은 민주 공화 양당 지지가 점점 확산돼 통과될 가능성이 높아지고 있다고 말했다. 미국 싱크탱크 전략국제문제연구소(CSIS)의 짐 루이스 부소장은 중국이 글로벌 무역규칙을 따르지 않아 PNTR 지위가 박탈될 가능성이 커지고 있다고 진단하고 "트럼프는 중국과 어떤 거래를 할수 있을지 지켜보며 모든 가능성을 열어두고 있다"고 말했다. 또다른 기업 컨설턴트와 법률가는 거래 기업들이 중국의 PNTR 지위 상실 가능성에 대비하고 있다고 전했다. 공급망을 중국 바깥(제3국)으로 이전하거나 외국인 직원을 귀국시키고 중국내 신규 투자를 중단하고 있다고 했다. 추가 관세 부담을 전가하기 위해 납품 계약 조건을 재협상하는 기업도 있다고 덧붙였다. 영국의 경제연구소인 옥스퍼드 이코노믹스는 무역단체인 미중무역위원회(USCBC:U.S.-China Business Council)에 제출한 보고서에서 중국이 PNTR 지위를 상실하면 연료를 제외한 모든 중국산 제품은 미국 기업이 중국에서 생산했더라도 관세가 현재 19%에서 평균 61%까지 오를 수 있다고 예상했다. USCBC는 "중국에 대한 PNTR 지위 박탈은 중국의 무역 관행을 바꾸는 수단으로 적절하지 않으며 미국이 가진 다른 수단을 사용해야 한다"고 반대 입장을 표명했다. 현지시간 2월4일 0시1분을 기해 트럼프 행정부의 대중국 관세 10%가 발효되자 중국도 즉각 보복 관세 조치로 맞섰다. 지난해 대선 과정에서 트럼프 대통령은 중국에 최대 60% 관세를 부과할 것이라고 공언한 바 있다. 한편 싱크탱크 미국기업연구소(AEI:American Enterprise Institute) 선임연구원 데렉 시저스는 "공화당 의원들은 트럼프 대통령의 승인없이는 PNTR 취소 법안을 통과시키지 않을 것"이라고 예상했다. 현재 미국과 정상적 교역국 지위를 가지지 못한 나라는 쿠바와 북한, 벨라루스, 러시아 등 4개국 뿐이다. 3일 미국 캘리포니아주 오클랜드 항구에 접근하는 콘테이너 화물선 [사진=로이터] kongsikpark@newspim.com 2025-02-06 13:54

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차세대 반도체 패키징 기술 '유리기판' [서울=뉴스핌] 이나영 기자= 차세대 인공지능(AI) 반도체 기판 기술로 '유리기판'이 주목받고 있다. 기존 FC-BGA(Flip-Chip Ball Grid Array) 기판은 플라스틱 재질로 제작돼 대면적 적용 시 휨 발생과 평탄성 저하 등의 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해 PLP(패널 레벨 패키징) 및 유리기판이 대안으로 떠오르고 있다. 6일 반도체 업계에서는 유리기판이 반도체 패키징의 한계를 넘어설 차세대 기술로 평가받고 있다. 유기 소재 대신 유리를 사용함으로써 수율 문제와 패턴 왜곡 현상을 해결하고, 이론적으로는 칩의 패키징 두께를 최대 4분의 1 수준으로 줄일 수 있기 때문이다. 시장조사업체 마켓앤마켓에 따르면, 유리 기판 시장 규모는 지난 2023년 71억달러(약 10조 3063억원)에서 오는 2028년 84억 달러(12조 1934억원)로 18%가량 고속 성장이 전망된다. AI 등 차세대 기술 활용을 위해 고성능 메모리와 그래픽처리장치(GPU), 중앙처리장치(CPU) 등 반도체 패키징 기술의 중요도가 올라가고 있기 때문에 관련 시장은 더욱 성장할 것으로 전망된다. 챗GPT가 그린 유리기판의 모습. [사진=챗GPT] 국내 기업들도 유리 기판 경쟁에 뛰어들고 있다. SKC는 CES 2025에서 유리 기판을 선보였으며, 자회사 앱솔릭스(Absolics)는 연간 7만2000㎡ 규모의 제2공장 건설을 추진하고 있다. 삼성전기와 LG이노텍 또한 유리 기판을 준비하고 있는 것으로 알려져 있다. 코스닥 상장사 나인테크도 FO-PLP 및 유리기판 관련 장비 개발을 완료했다. 나인테크는 열팽창 계수의 변화에 따른 기판의 휨 현상을 핸들링하고, 기판 두께가 얇아지는 문제를 해결할 수 있는 장비 개발에 성공했다. 장비 개발 및 테스트를 완료했으며, 향후 수요에 대비해 생산 시설 확충을 계획하고 있다. 나인테크는 지난 3년간 FO-PLP에 적용되는 모든 WET STATION 장비를 해외 반도체 회사와 글라스 코어기판 회사에 납품해왔다. 과거 레퍼런스와 성공 사례를 바탕으로 생산 시설까지 증설된다면 유리 기판 관련 매출 역시 확대될 것으로 기대하고 있다. 나인테크 관계자는 "급변하는 환경에서 PLP 장비 납품 경험을 통해 시장을 선점하여 반도체 패키징 공정을 선도하고자 한다"며 "앞으로도 아낌없는 R&D 투자를 통해 PLP 및 유리기판이 상용화되는 시점에 나인테크가 우뚝 설 수 있도록 노력하겠다"고 밝혔다. nylee54@newspim.com 2025-02-06 08:00