코오롱인더 수소연료전지 핵심소재 양산 본격화…4조 시장 잡는다

"PEM·MEA 동시 생산 국내서 유일"

코오롱인더스트리(주)는 이달 중 구미공장에 수소차용 연료전지 핵심소재인 고분자전해질막(PEM) 양산 라인을 준공하고 내년부터 생산에 나선다고 19일 발표했다. 코오롱인더스트리(주) 연구원이 생산된 PEM 제품을 들어보이고 있다./사진=코오롱

코오롱인더스트리가 수소전기차용 연료전지 핵심 소재인 멤브레인(고분자전해질막·Polymer Electrolyte Membrane·PEM) 양산 체제를 마련하고, 수소경제 활성화에 맞춰 시장 선점에 뛰어든다.

코오롱인더스트리는 이달 중 구미공장 내 PEM 양산라인을 준공하고, 시운전을 거쳐 내년부터 생산에 들어간다고 19일 밝혔다. 지난해 9월 상용화 시기를 앞당기기 위해 불소계 PEM 양산 투자를 결정한 지 1년여 만이다.

PEM은 수소연료전지의 4대 구성요소 중 하나로 선택적 투과능력이 가능한 분리막이다. 외부에서 유입된 수소 가스가 전극층에서 수소이온과 전자로 분리되는데 이 전자가 도선을 따라 전류를 만드는 원리다.

수소이온을 전달하는 고분자 물질 종류에 따라 '불소계'와 '탄화수소계'로 나뉘는데 불소계는 단기 상용화에 유리한 대신 가격이 비싸고, 탄화수소계는 가격이 저렴해 차세대 물질로 주목 받는다.

코오롱인더스트리는 이번 설비 구축을 통해 PEM 양산에 들어가 이를 다시 전극과 결합해 만드는 '막전극접합체'(MEA·Membrane Electrode Assembly) 생산기반도 갖춘다. 수소연료전지의 핵심부품은 전기를 만들어내는 '스택'으로 이 스택에서 가장 중요한 역할을 차지하는 게 바로 MEA다. 수소연료전지자동차 전체 원가에서 스택이 차지하는 비중은 40~50%며, 이 스택 원가의 40%를 차지하는 핵심 부품이 MEA다.

업계에 따르면 수소차 생산이 본격화되는 2025년 전 세계 연료전지 시장에서 MEA가 3조원 이상, PEM이 1조원 이상 규모를 차지하는 등 폭발적 성장이 예상된다.

코오롱인더스트리 관계자는 "PEM과 전극 사이 결합에 있어 MEA의 최적 성능과 내구성을 동시에 강화할 수 있는 계면제어 기술 특허를 보유 중"이라며 "PEM과 MEA를 동시 생산하는 기업은 국내에서 유일해 향후 원료 수급이나 가격 불안 요인도 해소할 수 있다"고 말했다.


이번에 새로 가동하는 PEM 양산 설비는 에너지저장장치(ESS)용 산화환원 흐름전지와 친환경 수소생산을 위한 수전해 기술에 적용될 분리막도 생산 가능하다.

코오롱인더스트리는 아울러 탄화수소계 PEM에 대해서도 조기 상용화를 목표로 연구 개발 중으로 이를 통해 수소·친환경 사업 확장 기회를 넓힌다는 전략이다. 여기에 MEA 개발에도 박차를 가하고 있어 2021년부터 국내 건물용 시장에서 단계적 판매에 나서며 2022년에는 양산·판매를 시작한다.

이무석 코오롱인더스트리 연료전지 사업 총괄 상무는 "이번 PEM 양산 설비 구축으로 기존 수분제어장치 사업 역량과 시너지를 통한 한발 빠른 사업 성장을 기대하고 있다"며 "월등한 기술력으로 글로벌 선두주자의 지위를 굳힐 것"이라고 말했다.