KRICT 한국화학연구원

KRICT Collabo

탄소 기반

미래 핵심기술 사업의 동반자

㈜유니코정밀화학

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1976년 설립한 유니코정밀화학은 제철산업에 사용되는 프로세스 케미컬 제조사업으로 시작해 고기능성 표면처리 화학약품 제조사업, 가전제품 등의 표면을 미려하게 마감해주는 VCM용 필름 사업 등을 주로 해온 유망 강소기업입니다.

설립 후 40여 년 간 지속적인 연구개발과 수출확대를 통해 2015년 글로벌 강소기업 선정,

2016년 1,000만 불 수출의 탑 수상, 2018년에는 월드클래스 300 기업과

KDB Challengers 200 기업으로 선정되며 성장을 거듭해왔습니다.

최근에는 산유국에서 사용하는 Oil&Gas 케미컬 기술 개발에 성공해 새로운 성장을 꿈꾸고 있습니다.

“2010년대 초반까지 표면처리제 사업 위주로 매출의 50% 이상을 포스코에 의존하고 있었어요. 새로운 성장 동력이 필요했죠. 그러다가 이차전지와 관련된 음극재 기술개발이라는 새로운 사업 아이템을 구상하게 됐는데, 이 분야의 전문가를 찾다 보니 화학연과 만나게 됐습니다. 화학연은 풍부한 연구개발 경험과 인프라를 구축하고 있어 화학 관련 기업에는 꼭 필요한 국내 유일의 화학전문 국책연구기관입니다. 화학연과 2012년 첫 연구과제를 시작한 이후 지금까지 긴밀하게 협력하며 유니코정밀화학의 미래를 함께 만들어나가고 있지요.” (이용진 유니코정밀화학 부사장)

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유니코정밀화학이 한국화학연구원이라는 든든한 동반자를 만나게 된 것은 지난 2012년 Oil&GAS 케미컬 사업과 관련해 기술 조언을 받기 위해서였습니다. 국내에서 크루드 오일(crude oil, 원유)을 연구해본 경험은 화학연이 유일했기 때문입니다.

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유니코정밀화학과 화학연은 현재 국내 최초로 탄소 기반의 고기능성 제품 생산을 위한 피치코크스(pitch cokes) 제조기술을 연구하고 있습니다. 피치코크스는 인조흑연이나 이차전지용 금극재 등의 원료가 되기 때문에 미래 신사업의 중요한 원료로 여겨지고 있습니다. 피치코크스 제조 원천기술은 미국, 일본, 독일, 중국 등 일부 국가만 보유하고 있으며, 우리나라는 그동안 일본 등에서 수입해 사용해왔습니다.

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현재 석탄에서 피치코크스의 원료를 얻는 기술은 포스코에서 진행하고 있으며 석유계 기술개발은 유니코정밀화학이 국내에서 처음이자 유일하게 진행하고 있습니다. 기업 R&D 비율 중 60~70%가 탄소 관련 사업일 정도로 이 분야는 회사의 미래가 걸려 있는 중요한 신사업 분야라 할 수 있습니다.

유니코정밀화학과 화학연은 피치코크스 기술개발을 기반으로 이차전지용 인조흑연 음극재 기술개발을 진행 중입니다. 음극재는 이차전지 충전 때 양극에서 나오는 리튬이온을 음극에서 받아들이는 소재로 흑연 등의 탄소 물질을 주원료로 가장 많이 사용합니다. 탄소 산업은 첨단산업에서 점차 중요성이 커지고 있어 2011년 2,553억 달러에서 2020년 1조 3,617억 달러로 급성장할 것으로 예상되고 있습니다. 특히 이차전지는 휴대전화, 노트북, 컴퓨터, 카메라 등 현대인들의 필수품인 전자기기뿐만 아니라 전기자동차의 핵심소재이며, 부가가치가 높아 성장 가능성이 무궁무진합니다.

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유니코정밀화학이 화학연과 함께 수행한 첫 연구과제는 ‘저급원료를 활용한 이차전지용 음극재 소재·공정기술개발’이었습니다. 2013년부터 2014년까지 수행한 이 과제를 통해 음극재를 만들 수 있는 공정기술 기반을 마련했고, 2015년부터는 탄소 분야 전문가인 임지선 박사와 ‘이차전지용 탄소계 음극재 제품화 사업’ 연구를 시작했습니다. 원료 물질인 피치코크스를 만들고 인조흑연 음극재 제조기술을 개발해 2022년까지 상용화하는 게 최종목표입니다.

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“탄소 소재 산업은 기초 원료와 중간 원료 대부분을 수입에 의존하고 있으므로 국산화에 성공할 경우 국내 시장뿐만 아니라 해외 시장으로 뻗어나갈 수 있는 유망한 사업 분야입니다. 유니코정밀화학은 새로운 기술 분야에 적극적으로 투자하고 있고, 자체적으로 우수한 연구개발 인력과 제조설비도 보유하고 있어 중소기업이지만 기술 경쟁력만큼은 대기업 못지않습니다.” (임지선 탄소산업선도연구단 박사)

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유니코정밀화학은 화학연과의 공동 연구로 이차전지 음극재 제조기술을 개발하며 요소 기술로 제품을 생산해 이미 구체적인 성과를 얻고 있습니다. 연간 50억 원 규모의 매출을 예상하고 있으며 연구원들을 채용해 고용창출에도 일조하고 있습니다. 현재 화학연에서 교육을 받고 입사한 직원은 7명 정도로, 화학연에서 실제 연구에 참여했기 때문에 기업에서 바로 실무에 투입할 수 있습니다. 유니코정밀화학은 2017년 화학연 중소기업부설연구소 육성센터에 입주해 다양한 중소기업 지원프로그램을 활용하며 직원들의 전문성을 키우고 있습니다. 중소기업에서 구비하기 어려운 고가의 전문장비 활용은 물론이고, 기본적인 화학물질 분석 프로그램 교육과 함께 화학연이 축적해온 다양한 경험과 노하우를 전수받고 있습니다.

이차전지용 인조흑연 음극재 기술은 국산화를 통해 일본 수출규제에 대응할 수 있어 국가적으로도 중요한 연구개발입니다. 인조흑연은 일본에서 수입해온 스마트폰 방열소재, 태양광 사업에 필요한 실리콘 제조용 흑연블록 등에 쓰일 수 있어 향후 국산화에 성공하면 여러 분야에 응용할 수 있습니다.

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함께 과제를 진행해나가면서 순조롭기만 한 것은 아니었습니다. 피치코크스 원료인 석유 진사유는 원유 수입지와 회사의 정유 프로세스에 따라 화학적 조성이 달라 같은 실험을 진행해도 다른 결과가 나오는 것이었습니다. 게대가 인화성 물질인 석유계 물질 실험은 법적 인가를 받아야 하는데, 규모가 작은 중소기업으로서는 인가를 받기 위한 장비와 시설을 갖추는 것이 쉬운 일이 아니었습니다.

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“같은 사람이 실험해도 상이한 결과가 나오다 보니 균질한 피치코크스를 얻기가 힘들었어요. 그때 임지선 박사가 컴퓨터 작업을 통해 반복적으로 시뮬레이션하고 통계를 내서 우리만의 기준을 마련할 수 있었습니다. 저희 같은 중소기업이 자체적으로 하기에는 축적된 경험도 부족하고 장비나 인력의 한계 때문에 힘든 작업이었는데, 화학연의 도움으로 문제를 해결해나갈 수 있었습니다.” 이용진 부사장은 임지선 박사가 거시적으로 연구개발 흐름을 읽고 시장의 동향을 파악해준 것도 큰 도움이 되었다고 말했습니다.

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“하나의 R&D 과제를 수행하더라도 시작할 때와 달리 고객의 요구 수준이 높아지고, 시장 동향도 변하기 때문에 이에 즉각 대처하며 목표 추격형으로 상용화를 준비해나가야 합니다. 기업으로서는 팔릴 수 있는 제품을 만들어야 하니까 현재 고객이 원하는 걸 파악하는 게 중요하죠. 연구를 진행하면서 변화하는 시장의 요구에 대응하여 현재 시장의 트렌드에 맞게 기술을 개발하는 것이 사업화를 위해 중요한 요소라고 생각합니다. 그런 부분들을 기업과 함께 끊임없이 논의하고 연구하면서 대처하는 것이 저희의 역할입니다.” (임지선 박사)