효성첨단소재가 초고강도 탄소섬유를 개발하며 우주·항공 소재의 국산화에 한 걸음 다가섰다.

효성첨단소재는 12일 인장강도 6.4기가파스칼(Gpa), 탄성율 295Gpa 이상 수준의 ‘H3065(T-1000급)’ 초고강도 탄소섬유 개발에 성공했다고 밝혔다. 이번 초고강도 탄소섬유 개발은 지난 2017년 8월부터 산업통상자원부가 투자해 추진하는 국방과학연구소 민군협력진흥원 부처연계협력기술개발사업으로 시작해 5년 만에 거둔 성과다.

효성첨단소재가 그간 주력 생산한 인장강도 5.5Gpa, 탄성율 250Gpa의 ‘H2550(T-700급)’ 탄소섬유는 강도가 철보다 10배 이상 높아 주로 △수소연료탱크 △전선심재 △태양광 단열재 △스포츠 등의 용도로 사용됐다.

이번에 개발된 H3065 탄소섬유는 강도가 철보다 14배 이상 높은 초고강도 특수 탄소섬유다. 동급의 T-1000 탄소섬유는 보잉 등 최신 항공기 동체·부품, 인공위성을 비롯한 우주발사체 등 우주항공 및 방위 산업에 다방면으로 활용된다.

T-1000급 탄소섬유는 △원료 중합 △방사 △소성 등 전체적인 공정 난이도가 높고 차별화된 기술이 필요해 미국, 일본에서만 생산이 가능했다.

초고강도 탄소섬유는 우주 산업 분야에서 우주발사체와 위성체 등 개발에 필수 소재로 꼽힌다. 발사체의 알루미늄 등 기존 소재와 비교해 훨씬 가벼우면서도 높은 탄성과 강도를 지녀 발사체의 무게를 최대한 덜면서 높은 하중을 견디고 추진력을 높일 수 있기 때문이다.

더불어 탄소섬유를 적용한 발사체는 무게를 줄여 연료를 적게 탑재하는 만큼 탑재체의 무게를 늘릴 수 있게 된다는 장점도 있다. 최근 발사된 누리호에 탑재된 위성체를 보호하는 페이로드 페어링에 탄소복합재가 사용됐다.

효성첨단소재는 H3065 탄소섬유 개발로 고부가가치 우주·항공 탄소섬유 시장에 진출할 수 있게 됐다. 우주·항공 탄소섬유는 세계 탄소섬유 시장에서 수량 기준 15% 비율로 2위지만 금액 기준으로는 약 30% 이상의 높은 점유율을 차지하는 고부가가치 시장이다.

효성첨단소재는 기관과 협업을 통해 최대한 빠른 시일 내에 후속 적용 연구를 완료할 계획이다.

조현준 효성그룹 회장은 “이번 개발로 우리나라도 일본, 미국에 이어 초고강도 탄소섬유 생산이 가능한 탄소소재 선진국에 오를 수 있는 계기를 마련했다”며 “시장을 선도할 수 있는 초고성능 탄소섬유 소재의 개발을 위해 지속적으로 노력할 것이고 국내 탄소섬유 산업 발전에 기여할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

방윤혁 한국탄소산업진흥원 원장은 “수입에 의존하던 우주∙항공∙방산∙미래 모빌리티 분야 탄소섬유 소재의 국산화가 기대되고 있다”며 “이번 개발은 국내 우주산업 성장의 기초가 되는 재료 공급망을 확보함과 동시에 핵심기술 보유를 통해 과학기술 초강국으로 나아가는 발판을 마련한 것”이라고 말했다.

[신아일보] 이성은 기자

이성은 기자 다른기사 보기