과학기술정보통신부(장관 임혜숙, 이하 ‘과기정통부’)는 나노‧소재기술개발사업의 2021년도 신규 과제를 선정, 8개 국가핵심소재연구단과 4개 미래기술연구실이 신규 출범한다고 3일 밝혔다.

나노‧소재기술개발사업은 소부장 정책을 뒷받침하는 과기정통부의 대표사업으로서 주력산업 고도화와 미래 신시장·신산업 창출을 견인할 세계 수준의 원천기술 확보를 지원하고 있다.

올해부터는 유형에 따라 크게 185대 연구개발핵심품목 자립화를 위한 ‘국가핵심소재연구단’과 65대 미래선도품목 등의 미래 첨단소재 확보를 위한 소재분야 ‘미래기술연구실’로 구분‧지원한다.

■ 국가핵심소재연구단

국가핵심소재연구단(이하 ‘연구단’)은 2019년(추경) 5개 연구단을 시작으로, 2020년 27개 연구단, 이번에 선정한 8개를 포함해 2021년에는 총 57개 연구단을 지원할 계획이다.

특히, ‘수소연료전지용 초저백금촉매 연구단(조은애, KAIST)’은 앞으로 연구수행을 통한 경제적 가치 창출 등의 성과가 기대된다.

수소연료전지 촉매로 사용되는 백금은 희소성과 공급 불안정성 등으로 1g 당 7만원 상당의 고가이며, 통상 촉매 가격이 연료전지 전체 가격의 45%를 차지한다. 동 연구단은 촉매에 사용되는 백금 양을 기존의 상용 방식에 비하여 10분의 1 수준으로 저감하면서, 동일 성능의 초고활성‧고내구성을 갖는 신촉매소재 개발(원천기술 확보)을 목표로 한다.

그간 유사한 목적의 타 연구들은 실험실 단계를 넘어 상용화 과정으로 연결되지 못하는 등 한계가 있었다. 동 연구단은 실험실에서의 핵심기술 확보 다음 단계로서 기술 상용화를 위한 신촉매 적용용 막전극접합체(Membrane Electrode Assembly: 수소연료전지에서 산소와 수소의 화학적 반응을 전기에너지로 변환시키는 필름형태의 접합체) 100㎠(10×10) 이상 대면적화 기술 개발도 진행한다. 또한, 신촉매소재 개발 이후에는 대량 생산을 위한 최적의 양산 기법을 기업과 함께 개발하도록 지원한다.

이를 통해 국내의 해외 수입 의존도가 높은 연료전지 촉매시장에 돌파구를 제공함은 물론, 연료전지가 필요한 미래자동차 등 유망분야의 경쟁력 제고에도 기여할 것으로 기대된다.

이 밖에 연구단으로 이차전지용 실리콘 음극소재 연구, 수송기기용 바이오매스 기반 바이오플라스틱 소재 개발 등도 지원한다.

 

■ 미래기술연구실

미래기술연구실(이하 ‘연구실’)은 65대 미래선도품목을 포함한 미래 첨단소재를 중심으로 미래 유망 소재분야의 공급망을 선도적으로 창출하고 선점하도록 한국재료연구원(소재혁신선도본부) 중심의 조사‧기획 전문가 집단체계를 구성‧활용해 미래 첨단소재별 기술난제를 도출하고 이를 해결하는 연구개발지원 방식의 적용에 집중해 나갈 계획이다.

이러한 방향에서 ‘홀로그램용 광메타소재 연구실(김용해, ETRI)’은 미래 디스플레이 분야의 핵심기술 선점에 기여할 것으로 기대된다.

미래형 홀로그램 구현을 위해서는 2비트 수준의 해상도 향상과 10도 이하의 시야각 확대 문제가 주요한 기술난제였다. 또한, 난제 해결을 가능하게 하는 신소재 개발이 핵심이다.

동 연구실은 6비트급 고해상도(400㎚)와 60도 이상 광시야각이 가능한 미래용 홀로그램 구현을 위해 빛의 위상과 세기를 동시에 능동적으로 변조할 수 있는 새로운 광메타소재 개발(원천기술 확보)을 목표로 한다. 이러한 기술난제를 해결을 통해 홀로그램 사용시 시야각 제한 및 시각적 피로감과 구현을 위해 요구되는 복잡한 장치 등의 기존 입체영상 디스플레이의 한계 극복이 가능하다.

 이를 통해 미래 디스플레이 분야의 핵심 후보기술을 확보하고, 공간적 제약 없이 입체적이고 자유로운 정보 제공이 가능하여 실감형 수준의 홀로그램 구현이 기대된다. 또한, 의료, 이미징, 광통신, 반도체 등 다양한 유망분야에서의 응용을 통해 미래 신산업 선점에도 파급효과를 미칠 것으로 예상된다.

이 밖에 미래 모빌리티용 고강도 알루미늄 개발 등도 지원하며, ’25년까지 총 100개 연구실을 선정‧지원할 방침이다.

과기정통부는 12개 연구단‧연구실에는 5년 동안 총 720억원을 지원하고, 주기적인 교류회‧토론회 개최, 특허 전략 수립‧실행, 기술 수요 기업 조사‧연계 및 산학연 협력 등의 연구개발과정 수행 밀착 지원도 추진할 계획이다.

국가핵심소재연구단 8개는 5년간 540억원(연구단별 67억 5000만원), 미래기술연구실 4개는 5년간 180억원(연구실별 45억원)을 지원한다.

과기정통부 이창윤 기초원천연구정책관은 “실제적인 기술 자립 등 성과를 창출해온 소부장은 앞으로도 꾸준한 지원이 필요하다”며, “국가핵심소재연구단을 통해 핵심품목 기초‧원천기술 자립화를 지속 지원하면서, 미래기술연구실을 확대하여 미래선도품목 등 미래 첨단소재 확보를 위한 선제 투자를 강화해 나가겠다”고 밝혔다.