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태광후지킨, 수소가스 초고압 용기 개발 ‘박차’

‘수소가스 저장용 초고압 Type-4 용기 개발’ 국가과제 수행
이엠솔루션·대정밸브와 ‘수소전기버스 충전소 모니터링 사업’ 진행


[월간수소경제 김동용 기자] 정반도체·디스플레이용 가스설비 및 배관부품 전문기업 태광후지킨(대표 김영호)이 수소 분야를 회사의 새로운 성장동력으로 삼고 수소가스용 초고압 용기 및 밸브 개발에 박차를 가하고 있다.


태광후지킨은 국내외 반도체 생산공장에 필요한 ‘통합가스관리시스템(IGS)’ 설비를 전문적으로 연구·개발·생산하고 있으며 삼성전자를 포함한 국내외 반도체 관련기업에 IGS를 납품하고 있다.


태광후지킨의 전신은 태광 자회사인 태광SCT다. 지난 2009년 일본 후지킨이 태광SCT 지분 전체를 인수해 후지킨 그룹에 편입됐다. 이후 태광후지킨은 부품 생산 체제에서 IGS 전문생산 체제로 전환해 이듬해인 2010년엔 매출을 860억원(2009년 250억원)까지 끌어올렸다.


지난 2015년에는 매출 1,000억원을 돌파한 데 이어 2016년엔 1,500억원을 달성했다. 지난해에는 2,000억원 이상 매출을 목표로 반도체 디스플레이 설비 시장은 물론 고압가스를 사용하는 다양한 산업 분야에서 두각을 나타내 최종 2,500억원의 매출을 올리는 성과를 거뒀다.


태광후지킨은 지난 2015년 부산울산중소기업청의 ‘글로벌강소기업’에 선정되기도 했다. 이를 통해 수출마케팅, 정책자금, 연구개발(R&D) 등을 집중 지원받아 해외시장에서 경쟁력을 발휘할 수 있게 됐다. 또한 지난해 12월엔 부산광역시 ‘전략산업 선도기업’ 반도체밸브 제조 부분에 선정, 선도기업특례보증 및 중소기업 육성자금 금리우대 등 금융지원과 부산시 기업 지원사업 선정 우대 등의 혜택을 받았다.


현재 태광후지킨은 복합재료 가스용기 전용 생산공장을 구축하고 반도체뿐 아니라 원자력, 수력 및 화력발전소, 해양플랜트. 태양광발전, CNG와 함께 궁극의 미래 친환경에너지로 꼽히는 수소연료전지 분야까지 사업영역을 확장해나가고 있다.



수소용 고압용기 국가과제 수행
태광후지킨은 국가과제인 ‘수소가스 저장용 초고압 Type -4 용기 개발’과 ‘수소전기버스 충전소 모니터링 사업’을 진행 중이다. 지난해 8월 한국가스안전공사가 강원도 영월에서 개최한 ‘국내외 관련기업 최신기술 교류 세미나’에서 과제 수행 현황이 발표된 바 있다.


김성철 태광후지킨 이사는 ‘수소가스 저장용 초고압 Type-4 용기’와 관련해 ‘수소가스 운송을 위한 사용압력 450bar 이상, 내용적 300리터 이상의 복합재료 압력용기 개발’ 과제를 수행 중이라고 설명했다. 이번 과제는 태광후지킨(주관기관), 한국가스안전공사(참여기관), 한국생산기술연구원(참여기관)이 함께 수행 중이다.


태광후지킨은 △저투과성 PA라이너 회전성형 공법개발 △Tow-preg 필라멘트와인딩 기술개발 △시제품 제작 및 성능평가 △국내 및 해외 인증시험 △트레일러용 수소용기양산시스템 구축 등을 맡았다.


한국가스안전공사는 △수소용기 시험평가 항목 및 안전성 평가 기준 조사 △인증 시험방법 분석 및 시험 시스템 구축 △개발 시제품에 대한 안전성 시험평가 △수소저장용기 테스트 및 국내 기준개발에 대한 방향을 제시하는 역할을 담당한다. 


한국생산기술연구원은 △AI 6061 합금 조직분석 및 특성분석 △금속노즐 기계적 특성 평가 시스템 구축 △온도변화에 따른 기계적 특성 및 열적 특성 평가를 맡았다.


김성철 이사에 따르면 사용압력 450bar 이상, 내용적 300리터 급의 Type-4 용기 개발에 있어 △폴리아마이드(Polyamide) 회전성형 기술개발(라이너 가스 투과도 개선) △토우프레그(Tow-preg) 필라멘트와인딩 기술개발(생산속도 및 품질향상) △초고압 Type-4 용기의 가스기밀구조개발(지식재산권 확보)을 이뤄냈으며 △초고압 용기 시험용 안전성 평가 환경 구축 △국내 적용을 위한 안전성 시험평가 기준 초안 마련 △안전성 시험평가 시스템의 시범운영을 통한 제품성능 확인 등 수소가스 운송용 복합재료 압력용기의 안전인증 환경을 구축했다.


태광후지킨은 지난 2014년 이후 복합재료를 적용한 고압 가스용기 개발을 시작해 CNG와 일반 가스에 적용 가능한 고압 가스용기를 개발해 안전인증을 획득, 상용화에 성공한 바 있다. 당시 이를 위해 가스용기개발팀을 신설, 기존 반도체용 밸브 및 피팅 제품군과는 별도로 천연가스 및 수소가스용 초고압 용기와 밸브개발에 나섰다.


태광후지킨은 고압가스를 운반·저장·사용하면서 안전성을 확보할 수 있는 기술개발을 위해 복합소재를 필라멘트 와인딩 공법으로 감아 용기 외부를 제작, 전해 연마한 스테인레스 소재로 내부를 채워 이중구조의 복합재료 가스용기를 개발했다.


이러한 경험과 기술력을 바탕으로 이번 ‘수소가스 저장용 초고압 Type-4 용기 개발’ 과제를 수행할 수 있게 됐다.


‘수소전기버스 충전소 모니터링 사업’은 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원이 지난 2016년부터 1차년도 사업을 시작해 4년간 약 80억원의 사업비가 투입되는 과제로 이엠솔루션 컨소시엄(이엠솔루션, 태광후지킨, 대정밸브)이 최종 사업자로 선정된 바 있다.


이 사업은 수소전기버스 패키지형 수소충전소 기술개발과 비즈니스모델 수립을 위한 것으로 업계에서는 소위 ‘2018 평창동계올림픽 수소충전소 구축 과제’로 불리며 많은 관심을 받았다. 핵심기술개발과 모니터링을 위해 동계올림픽이 개최될 평창과 강릉에 수소충전소 구축이 진행 중이며 수소전기버스 전용 충전소와 버스·승용 겸용 충전소가 각각 1기씩 설치된다.



복합재료용기 주력 생산 제품 현황
태광후지킨의 복합재료용기(CPV) 제품군은 CNG, 수소, 반도체 분야에서 폭넓게 적용이 가능하며 기존 스틸(STEEL) 재질의 TYPE 1~2 용기와 다르게 내부 라이너를 PE 또는 PA(플라스틱) 재질을 사용함으로써 기존 대비 70% 이상 무게를 줄일 수 있고 탄소섬유와 유리섬유의 마감처리로 고압에도 견딜 수 있다.


태광후지킨의 주력 생산 제품은 먼저 CNG 저장용으로 사용되는 복합소재용기가 있다. 이는 내부 라이너(실제 가스가 저장되는 용기)를 플라스틱 재질인 PE로 제작 후 탄소섬유 및 유리섬유로 마감 처리해 기존 용기 대비 무게를 70% 이상 줄인 TYPE-4 용기다.


수소 저장용으로 사용되는 복합소재용기는 내부 라이너를 플라스틱 재질인 PA로 제작 후 탄소섬유 및 유리섬유로 마감 처리해 기존 용기 대비 70% 이상 무게를 줄인 TYPE-4용기로 수소충전 압력인 700bar에도 견딜 수 있게 설계됐다.


전해연마기술과 초순수세정기술 및 탄소섬유 필라멘트 공법을 이용해 세계최초 초고순도 기준을 만족하는 반도체용 복합재료 압력용기는 기존의 내면 바렐 연마한 크롬몰리브덴(CrMo)합금강을 사용해 초고순도 품질을 만족하지 못했던 문제점을 해소할 수 있다. 


또한 태광후지킨이 생산하는 밸브는 낮은 토크로 쉽게 작동이 가능하고 뛰어난 기밀성능과 품질을 자랑하며 다양한 제품군으로 구성돼 있다. 그 외 태광후지킨의 주요 제품인 TUBE SKID는 CNG컨테이너의 최대 250bar 천연가스의 신속한 충전 및 배출을 위해 사용된다.


태광후지킨은 기존 석유연료를 대체하는 신재생 및 친환경에너지 시장의 확대로 CNG, 수소연료에 대한 관심이 높아짐에 따라 CPV 및 CPV용 V/V의 고객 니즈를 파악해 우선개발 품목을 선정, 개발하고 있으며 인증서 취득을 진행하고 있다. 특히 수소 분야는 시장 초기 단계로 그 성장 가능성이 매우 높은 사업 분야로 전망하고 있다. 


이에 따라 태광후지킨은 일반 차량용 CNG CPV뿐만 아니라 드론용 수소연료 CPV와 반도체 업계 기준에 부합하는 초고순도 특수가스용 CPV까지 시장성이 우수한 미래 산업 품목을 지속적으로 개발할 계획이다.





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