[민주신문=서종열 기자]
포스코그룹이 독자적인 기술력을 앞세워 차세대 뉴모빌리티 소재시장 선점에 나섰다.
23일 포스코그룹에 따르면 포스코는 철강제품에 대한 노하우를 활용해 전기차, 수소차, 무인자동차 등 뉴모빌리티 시대에 발맞춰 자동차의 무게를 획기적으로 줄일 수 있는 '기가스틸', 전기모터의 효율성을 한층 개선할 수 있는 친환경 최고급 무방향성 전기강판인 '하이퍼(Hyper) NO' 등 미래 자동차에 사용될 소재 개발에 주력하고 있다.
또한 그룹 내 계열사인 포스코인터내셔널은 전기차 모터의 핵심인 '모터코어'를 공급하고 있으며, 포스코케미칼은 2차 전지의 핵심 소재인 양극재와 음극재 공급을 추진하는 등 미래차에 사용될 필수 소재들을 공급 중이다.
◇ 더 가볍고, 더 강한 친환경 ‘기가스틸’
포스코는 가벼우면서도 더 안전한 전기차용 차체, 서스펜션, 배터리팩을 개발하기 위해 끊임없이 연구한 끝에 ‘기가스틸’을 개발했다.
기가스틸은 1㎟ 면적당 100kg의 이상의 무게를 견딜 수 있는 초고장력강판으로 십원짜리 동전만한 크기에 25톤 이상의 무게를 버틴다. 알루미늄, 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 등 경쟁 소재보다 더 강하고 가벼운 소재로, 알루미늄보다 3배 이상 강하고, 3배 이상 얇은 강판으로 가벼운 차체를 구현할 수 있다.
게다가 포스코의 기가스틸은 경제적이다. 알루미늄과 비교해 소재 가격은 3.5배, 가공비는 2.1배나 낮추며 생산 비용을 효율적으로 절감했다.
또한, 자동차의 누적 CO2 배출량을 기존 대비 약 10% 감소시켜 친환경 소재란 평가를 받고 있다.
◇ 전기강판 ‘Hyper NO’로 전기차 모터 효율 극대화
포스코는 세계 최고 수준의 전기강판 Hyper NO를 활용해 구동모터를 개발했다. 모터는 전기자동차의 연비를 향상시키고 자동차의 성능을 높여주는 핵심 부품이다.
구동모터의 효율을 향상시키기 위해서는 전력 손실이 낮은 전기강판이 요구되는데, 포스코 Hyper NO는 전기에너지를 회전에너지로 변화시키는 과정에서 필연적으로 생기는 에너지 손실을 최소화해 효율성을 높일 수 있도록 개발됐다.
기존의 전기강판 대비 에너지 손실이 30% 이상 낮다는게 포스코의 설명이다.
뿐만 아니라 포스코는 접착제 기능을 하는 코팅을 전기강판 표면에 적용하는 이른바 ‘셀프본딩’ 기술을 개발했다.
셀프본딩 기술을 적용하면 용접 등의 물리적인 방식과 달리 전기강판의 전자기적 특성을 저하시키지 않아 모터효율을 향상시킬 수 있으며, 소음이 적고, 기존의 용접 체결 방식 대비 모터코어의 에너지 손실이 10% 이상 낮다.
◇ 수소전기차 금속분리판 소재 ‘Poss470FC’
수소전기차의 핵심부품인 금속분리판 소재에 사용되는 고내식 고전도 스테인리스강 Poss470FC도 포스코가 독자개발해 세계 최초로 상용화에 성공했다.
포스코는 2006년부터 수소전기차용 금속분리판 소재개발 프로젝트를 추진해, 2010년부터는 현대자동차와 공동으로 부품개발을 진행해 왔다. 그 결과물이 현대차가 2018년 선보인 양산형 수소전기차 '넥쏘'다. 넥쏘는 포스코의 Poss470FC강을 적용하고 있다.
Poss470FC는 미국 에너지성(DOE)에서 2020년 수소전기차 상용화 목표를 상회하는 성능을 보였으며 장기 내구성(수송용 8천시간, 건물용 2만 5천시간 이상)과 실차 내구성능(가혹 내구성능 포함)에서도 우수성이 검증 받았다.
또한 2018년 5월에는 국제 스테인리스강 협회(ISSF, International Stainless Steel Forum)에서 선정하는 신기술상(New Technology Award) 부문에서 국제적으로 혁신적인 소재로 평가를 받아 금상을 수상하여 기술력을 인정받았다.
Poss470FC는 향후 친환경차로 각광을 받고 있는 수소전기차의 높은 제조원가의 장벽을 낮춤으로써 수소전기차 보급 및 확대에 크게 기여할 것으로 전망된다.
◇ 이차전지 소재의 핵심 ‘양·음극재’ 토털 솔루션을 제공
포스코그룹 내 계열사들도 미래 모빌리티 소재사업에 하나둘씩 뛰어들고 있다. 대표적인 곳이 포스코케미칼이다.
포스코케미칼은 전기차 배터리를 구성하는 4대 주요 소재 중 양극재와 음극재를 동시에 생산중인 한국내 유일한 기업이다.
소비자들이 전기차를 고민할 때 가장 중요하게 여기는 부분은 ‘주행거리’와 ‘충전시간’이다. 이는 모두 배터리의 성능으로 결정되는데, 양극재의 경우 전기차 주행거리, 음극재는 배터리 수명과 충전시간에 영향을 미친다.
이에 따라 포스코케미칼은 1회 충전 시 주행거리 600km 달성을 위해 에너지 밀도를 높이면서도 원가를 낮춰 경제성을 확보할 수 있는 High니켈 기반의 양극재 개발과 동시에 ‘10분 급속충전’을 위해 구조안정성이 높고 팽창성이 낮은 인조흑연 음극재 등 차세대 제품개발에 박차를 가하고 있다.
또한 타이트한 시장 수급상황에 대응해 2차전지 소재 생산능력 확장에도 박차를 가하고 있다. 포스코케미칼은 양극재, 음극재의 차세대 소재 선행개발을 통해 기술 리더십을 확보하고, 국내외에 지속적인 증설 투자를 통한 글로벌 양산체제를 구축해 점유율을 높이고 성장을 이어갈 계획이다. 2차전지 소재사업에서 2030년까지 세계 시장 점유율 20%, 매출액 22조원을 달성하는 게 목표다.
또한, 포스코·포스코케미칼·RIST 3사는 R&D 역량 및 인프라 결집을 통해, 지난해 6월 이차전지소재연구센터를 개관했다.
이곳에서는 차세대 양극재, 음극재 제품개발과 포스코그룹의 2차전지 소재 원가경쟁력을 높일 수 있는 신공정을 연구 중이다. 배터리 전문기업과 동일한 수준의 2차전지 성능평가 인프라를 구축해, 자체 생산한 양극재·음극재로 구성된 전지를 만드는 것은 물론, 고객들의 요구에 맞춘 다양한 평가도 수행하고 있다.