LG화학이 탄소나노튜브 공장 가동을 통해 차세대 소재 시장 공략에 본격 나선다.

탄소나노튜브[Carbon nanotube]는 1991년 일본전기회사(NEC) 부설 연구소의 이지마 스미오[飯島澄男] 박사가 전기방전법을 사용하여 흑연의 음극상에 형성시킨 탄소덩어리를 분석하는 과정에서 발견하였다. 형태는 탄소 6개로 이루어진 육각형 모양이 서로 연결되어 관 모양을 이루고 있다. 관의 지름이 수∼수십 나노미터에 불과하여 탄소나노튜브라고 일컬어지게 되었다. 나노미터는 10억 분의 1m로 보통 머리카락의 10만 분의 1 굵기이다. 전기 전도도가 구리와 비슷하고, 열전도율은 자연계에서 가장 뛰어난 다이아몬드와 같으며, 강도는 철강보다 100배나 뛰어나다. 탄소섬유는 1％만 변형시켜도 끊어지는 반면 탄소나노튜브는 15％가 변형되어도 견딜 수 있다.

이와 관련 LG화학은 약 250억원을 투자해 여수공장에 연간 400톤 규모 탄소나노튜브 전용 공장을 구축하고 본격적인 제품 양산에 돌입했다고 밝혔다. 이는 탄소나노튜브 단일 라인 공장으로는 세계 최대 규모다.

또한 전 세계적으로도 SUSN Sinotech(에스유에스엔 씨노텍, 중국, 600톤), C-Nano(씨-나노, 미국, 500톤), Showa Denko(쇼와덴코, 일본, 500톤)에 이어 세계 4번째 양산 규모를 갖춘 것으로 기존 선도업체인 Nanocyl(나노씰, 벨기에, 400톤), Arkema(아르케마, 프랑스, 400톤) 등과도 어깨를 나란히 하게 됐다.

LG화학은 올해 전지용 소재 등 공급 물량을 시작으로 판매 규모를 점차 늘려 내년 말까지 공장을 풀가동한다는 계획이며 관련 시장의 지속적인 성장이 전망됨에 따라 2019년 추가 증설도 검토하고 있다.

탄소나노튜브는 전기 전도율(구리와 동일), 열 전도율(다이아몬드와 동일) 및 강도(철강의 100배) 등에서 기존의 소재를 훨씬 뛰어넘는 특성을 갖고 있어 2차전지부터 항공기 동체 소재까지 그 활용 영역이 무궁무진한 ‘꿈의 신소재’로 불린다.

특히 최근에는 IT산업 및 글로벌 전기차 시장의 성장과 더불어 리튬이온전지의 양극 도전재 등으로 탄소나노튜브의 수요가 급격히 증가하고 있다.

이에 따라 LG화학은 기존의 분말형태의 탄소나노튜브 제품 개발 이후 고객이 사용하기 편한 압축형태의 제품도 최근 출시하였으며, 액체상태의 분산액 형태 등 다양한 제품을 통해 시장을 적극 공략하고 있다.

이번 투자를 통해 LG화학은 기초소재(구 석유화학) 분야에서 추진 중인 고부가 프리미엄 제품으로의 사업구조 고도화 전략에 더욱 박차를 가할 수 있게 됐다.

LG화학은 탄소나노튜브 관련 분야에서 ▲2011년 독자 기술 개발을 위한 R&D 돌입 ▲2013년 20톤 규모 파일럿 양산 라인 구축 ▲2014년 컴파운드 및 전지용 제품 개발 ▲2016년 자동차용 전도성 플라스틱, 경량 고강성 플라스틱 및 CNT-알루미늄 복합체 용도 개발 등 국내외 포함 약 250여건의 특허를 보유하며 세계 최고 수준의 제품 경쟁력을 확보해왔다.

특히 자체 개발한 세계 최대 규모 유동층 반응기를 통해 대량 생산 체제를 구축, 원가 경쟁력을 확보하는 동시에 경쟁사 대비 각각 10% 이상 우수한 순도와 전도성 및 강도를 보유한 제품을 개발하는 데 성공했다.

이러한 기술력을 바탕으로 LG화학은 북미, 유럽, 중국 등 글로벌 시장 공략에 본격 나선다는 전략이다.

손옥동 기초소재사업본부장은 “기존 범용 제품만으로는 날이 갈수록 치열해지는 글로벌 경쟁에서 앞서 나갈 수 없다”며 “향후 탄소나노튜브를 비롯해 유망 신소재 발굴을 위한 R&D에 적극 투자해 차세대 소재 시장을 선도해나갈 것이다”고 말했다.

한편, 전 세계 탄소나노튜브 시장은 2016년 824톤에서 2020년 1,335톤 규모로 연평균 10% 이상 성장할 것으로 전망하고 있다.