KERI, 전기차 전기선박 드론/플라잉카 수소 등 핵심기술 개발소개

국내유일 전기전문 연구기관으로 미래 모빌리티 핵심기술 자립 실현

한국전기연구원(KERI)의 미래 4대 모빌리티 핵심기술 개발

최근 대부분의 산업과 일상에서 전기가 중심이 되는 '전기화(電氣化, Electrification)‘가 가속화되고 있다. 미래 모빌리티 분야에서도 추진 동력이 기존 화석연료 엔진에서 전기기술 중심으로 변화되고 있으며, 이에 따라 전 세계 여러 국가들이 관련 시장을 주도하기 위해 치열한 기술 패권 경쟁을 벌이고 있다.

이에 따라 정부출연연구기관인 한국전기연구원(KERI)은 11월 30일 오전, 연구현장 온라인 브리핑’ 행사를 통해 ‘전기기술 기반 미래 4대 모빌리티 핵심기술’을 제시했다.

KERI는 국내유일 전기전문 연구기관으로서 미래 모빌리티 핵심기술 자립을 실현하기 위해 전기차, 전기선박, 드론/플라잉카, 수소 등 다양한 분야에서 국내를 넘어 세계가 주목하는 성과를 다수 창출해 왔다.

이번 행사에 소개된 핵심기술은 ‘전기차용 SiC(탄화규소) 전력반도체’, ‘전기선박 육상시험소(LBTS)’, ‘드론/플라잉카용 전기엔진 국산화’, ‘액체수소 생산 및 장기 저장 기술’까지 총 4개다.

SiC 전력반도체는 전류 방향을 조절하고 전력 변환을 제어하는 등 사람의 근육과도 같은 역할을 하고 있다. 전기차에서는 배터리와 전기모터를 연결하는 고성능 인버터에 필수적으로 활용되어 뛰어난 재료 특성을 기반으로 전비 10%를 향상시켜주는 핵심 부품이다. 기술 장벽이 높아 선진국 소수 기업들만 독점하고 있었고, 최근 전 세계적 수급난까지 겹쳐 기술 자립이 절실한 상황이다.

KERI가 국산화 실현을 넘어 공급 부족 문제까지 해결할 수 있는 초고난도 ‘트렌치 모스펫(Trench MOSFET)’ 기술을 세계 3번째(독일-일본-한국)로 개발하며 큰 주목을 받았다.

전기선박 육상시험소는 명칭 그대로 전기선박을 육상에서 시험하는 장소로, 2015년 국내 최초 그리고 세계 3번째(미국-영국-한국)로 완공된 핵심 설비다. 전기선박은 하부에 추진 시스템이 탑재된 후 고장이나 문제가 발생하면 정비가 어렵고, 배를 해체해서 수정해야 하는 등의 어려움이 있는 분야다. 하지만 KERI의 육상시험소를 통해 사전 성능검증 과정을 수행함으로써 선박 건조기간 단축, 전력화 지연 손실비용 절감 등의 큰 효과를 가져왔고, 그 외 기술수입 대체 및 관련 산업 발전까지 포함하면 통합 5천억원이 넘는 파급효과다.

드론/플라잉카용 전기엔진 국산화는 유·무인 항공기를 기존 화석연료 기반 항공엔진이 아닌, 전기 동력으로 추진시키는 ‘전동기’와 ‘발전기’를 국내 최초로 독자 개발한 성과다.

한국전기연구원의 전경

해당 분야에서 가장 중요한 ‘저소음’, ‘안정성’, ‘고비출력’ 조건을 모두 성공적으로 달성했고, 그동안 외국산 부품 사용으로 발생했던 안전 및 보안 문제를 국산화를 통해 해결할 수 있게 됐다. 향후 꾸준한 연구를 통해 사람이 탈 수 있을 정도의 안정성을 확보한 10kW급 전동기와 100kW급 발전기를 3년 이내에 개발하여 우리나라가 플라잉카 산업의 선두에 설 수 있도록 만든다는 목표다.

액체수소 생산 및 장기 저장기술은 기존 기체(가스) 형태 수소가 가진 폭발 위험성을 해소하고, 미래 수소경제 활성화 및 탄소중립 정책 실현에 크게 기여할 성과로 손꼽힌다.

KERI의 성과는 수소가스를 극저온(-253도)으로 냉각시켜 액체수소를 만들고, 이 수소를 오랜 기간 손실 없이 장기 저장할 수 있는 ‘제로보일오프(Zero Boil-off)’ 기술이다. 수소 저장의 안전성을 높인 이번 기술을 통해 주민 수용성을 확보하고, 수소의 장거리 이송과 폭넓은 활용까지 가능할 것으로 보고 있다.

이날 온라인 브리핑을 통해 KERI 명성호 원장은 “모빌리티는 우리 국민의 삶과 대한민국 산업에 매우 큰 영향을 미치는 분야이고, 다른 어느 곳보다 ‘전기화’가 빠르게 진행되고 있는 분야”라고 밝히며 국민과 기업이 체감할 수 있는 실질적인 성과를 창출할 수 있도록 최선을 다하겠다”라고 전했다.

KERI는 ‘미래시대 전기화 세상(Electrified World)의 중심 KERI’ 비전을 실현하기 위해 국가·사회에 기여하는 파급력 높은 선진기술을 꾸준히 개발하고, 이러한 성과의 혜택을 모두가 함께 누릴 수 있도록 국민 소통과 과학문화 확산에도 힘쓴다는 것이다.

KERI 홍보실 제공