우주복서 車부품까지 활용처 무궁무진…美·유럽·中도 개발 경쟁

그래핀은 높은 열전도율에 더해 강철보다 200배 강하고 알루미늄보다 10배 가벼운 특성까지 지니고 있어 모빌리티와 우주 산업에서도 ‘만능 신소재’로 주목받고 있다. 이에 중국, 유럽연합(EU), 미국 등 주요국에서도 그래핀을 주요 미래 기술로 보고 상용화에 박차를 가하고 있다.

11일 국가나노기술정책센터에 따르면 EU 집행위원회는 지난해 9월 EU의 그래핀 연구 컨소시엄인 ‘그래핀 플래그십’ 임무와 목표에 대한 10년간의 활동을 평가했다. 그래핀은 EU가 10년간 총 10억 유로(약 1조5585억 원) 규모의 예산을 투입한 미래 기술 중 하나다. 이를 통해 그래핀과 그래핀 관련 소재 분야에서 유럽 경쟁력을 세계 최상위권으로 끌어올린다는 게 목표였다. EU 집행위원회는 지난 10년간의 연구개발(R&D) 성과에 대해 플렉서블 전자 장치, 바이오 센서, 복합재 등 첨단기술에 적용될 수 있는 그래핀 제품에 더욱 집중해야 하며 10년 이상의 장기적인 노력이 필요하다고 결론을 내렸다. 전 세계 그래핀 시장을 선점하기 위해서는 민관의 지속적인 관심이 요구된다는 얘기다.

중국 또한 2015년 수립한 중장기 제조업 성장 전략인 ‘중국제조 2025’의 10대 중점 산업 중 하나로 그래핀을 포함한 신소재를 제시했다. 그 결과 현재 중국에는 50개 이상의 그래핀 전문 기업이 있으며 2차전지, 반도체, 복합 소재 등 다양한 분야에서 그래핀 상용화가 추진되고 있다. 이와 관련해 블룸버그이코노믹스는 중국제조 2025에서 내세운 산업 중 첨단기술 영역 가운데 전기차·리튬배터리, 무인항공기(UAV), 태양광 패널, 고속철과 함께 그래핀 등 5개 분야에서 글로벌 선두에 있다고 평가했다. 홍병희 그래핀스퀘어 대표는 “중국에는 1조 원 이상 투자가 들어간 그래핀 단지가 5개나 있다”고 전했다.

미국에서는 우주산업을 중심으로 그래핀에 대한 R&D가 활발하게 진행되고 있다. 미 항공우주국(NASA·나사)은 우주에서도 작동할 수 있는 배터리에 그래핀 소재를 넣어 전력밀도를 향상시키는 연구를 진행하고 있는 것으로 알려졌다. 또한 그래핀의 높은 강도를 활용해 우주복에도 그래핀을 적용하는 방안을 추진하고 있다. 그래핀 복합재가 기존 우주복의 무게와 두께를 크게 줄이고 방사선 차폐 성능을 높일 수 있다는 점에서 향후 나사 우주복의 핵심 소재로 채택될 가능성은 높다는 관측이다.

글로벌 완성차 업계도 그래핀으로 차세대 모빌리티 부품을 제조하는 데 관심이 깊다. 전기차는 내연기관차와 달리 엔진을 탑재하지 않아 차체에 발열이 쉽게 되는 부품이 없기 때문이다. 이 때문에 전기차는 겨울에 성능이 저하되는 경향이 있어 그래핀 히터가 수년 내로 적용될 것이라는 전망이 나온다. 또한 자율주행 센서 부품도 습기가 차면 쉽게 고장 나는 한계가 있는데 그래핀스퀘어는 그래핀으로 이러한 문제를 극복하는 방안을 완성차 부품 회사들과 공동 연구하고 있다.