'꿈의 신소재' 그래핀, 방열 소재 활용 속도낸다…첨단산업 전반으로 확산

그래핀 상용화 기술로드맵(안). [사진=산업통상부]

정부가 '꿈의 신소재'로 불리는 그래핀 상용화를 위해 산·학·연 협력체계 구축에 나섰다. 반도체와 이차전지, 데이터센터 등 첨단산업에서 방열 문제가 핵심 병목으로 떠오른 만큼 이를 기반으로 초기 시장을 창출한다.

산업통상부는 8일 경기 일산 킨텍스에서 그래핀 산·학·연 전문가와 함께 '그래핀 산업화 네트워크' 착수 회의를 개최했다. 초혁신경제 선도프로젝트 추진 활동의 일환으로 마련된 이번 회의는 그래핀 상용화 난제를 해결하기 위해 수요기업, 공급기업, 연구기관이 참여하는 협력 구심점을 구축하기 위해 마련됐다.

그래핀은 탄소 원자가 육각 벌집 구조로 연결된 원자 한 층 수준의 2차원 나노소재다. 열전도성, 전기전도성, 강도, 비표면적, 유연성, 투명성 등이 우수해 첨단산업 핵심 기반 소재로 꼽힌다. 구리보다 열전도성이 13배 이상 높고, 은보다 전기전도성이 1.6배 이상 우수하며, 강철보다 강도는 200배 이상 높다.

산업부는 회의에 앞서 지난해 10월부터 업계 의견을 수렴해 마련한 '그래핀 상용화 기술로드맵'을 공개했다. 로드맵은 그래핀의 탁월한 전도성을 활용해 첨단산업의 열 문제를 해결하는 데서 출발해 장기적으로 첨단산업 전반으로 응용 범위를 확산하는 방향을 담았다.

구체적으로 2026년부터 열관리 문제 해결을 시작하고 2027년부터 AI 병목 대응형 소재 개발을 추진한 뒤 2028년부터 산업확장형 응용처를 넓힌다. 또 2030년까지 첨단산업 핵심 방열 제품 5건 이상을 확보하고 산업 수요별 상용화 사업화 실적 1000억원 이상을 달성한다.

그래핀 상용화의 첫 적용 분야로 방열이 제시된 것은 첨단산업의 기술 환경 변화와 맞물려 있다. 반도체 고집적화, 전기차 배터리 고출력화, 데이터센터 전력 사용 증가 등으로 열을 효과적으로 제어하지 못하면 성능과 신뢰성을 확보하기 어렵기 때문이다.

회의 참석자들은 그래핀이 다양한 물성을 지니고 있어 응용 가능성이 넓은 만큼 산업 현장의 새로운 수요와 응용처를 지속적으로 발굴해야 한다는 데 공감대를 형성했다. 이에 그래핀 산업화 네트워크를 통해 수요기업의 요구 물성과 품질 기준을 파악하고 실증과제 발굴, 상용화 애로 해소 등을 논의하기로 했다.

그래핀 산업화 네트워크는 공동 실증, 수요 연계, 애로 해소에 중점을 두고 운영된다. 수요기업의 요구 물성과 품질 기준을 토대로 수요·공급 기업 간 공동 실증 과제를 발굴하고, 수요·공급 기업 매칭과 신규 응용처 발굴을 지원한다. 실증 과정에서 제기되는 표준·인증, 규제 등 상용화 애로도 발굴해 개선을 건의할 계획이다.

최우혁 산업부 첨단산업정책관은 "그래핀은 첨단산업을 혁신할 잠재력을 지닌 소재"라며 "이 잠재력이 산업 현장으로 이어지도록 로드맵과 산업화 네트워크를 출발점으로 실증과 초기 수요 창출을 밀착 지원하겠다"고 말했다.