전기차용 전력반도체 국산화로 자체 공급

전기연 '4대 모빌리티 핵심기술'
'플라잉카' 적용될 전기엔진 개발
'전기선박육상시험소' 3번째 구축
전 세계적으로 공급난을 겪고 있는 전기자동차용 전력반도체를 국산화를 통해 자체 공급할 수 있게 됐다. 또 미래 모빌리티 혁명을 가져다 줄 '플라잉 카(하늘을 나는 자동차)'에 적용할 수 있는 '전기엔진'이 국내 기술로 개발, 향후 드론 택배나 농약 드론, 교통감시 등 다양한 분야에 활용할 수 있는 시대가 도래하고 있다.

한국전기연구원은 30일 온라인 브리핑을 갖고, '전기기술 기반 4대 모빌리티 핵심기술'을 공개했다.

최근 산업과 일상에서 전기가 중심되는 일명 '전기화'가 가속화되면서 미래 모빌리티 분야에서 추진 동력이 화석연료 엔진에서 전기 기술 중심으로 변화하고 있다.

전기연은 이날 △전기차용 탄화규소(SiC) 전력반도체 △전기선박 육상시험소(LBTS) △드론·플라잉카용 전기엔진 국산화 △액체수소 생산 및 장기 저장 기술 등 네 가지 미래 모빌리티 핵심기술을 선보였다.

SiC 전력반도체는 전류 방향을 조절하고, 전력 변환을 제어하는 등 사람의 근육과 같은 역할을 하는 부품으로, 전기차의 배터리와 전기모터를 연결하는 인버터에 필수적으로 쓰인다. 현재 기술 장벽이 높아 미국, 독일, 일본 등 소수 기업만 독점하고 있고, 전 세계적으로 수급난까지 겹쳐 기술자립이 절실한 상황이다.

전기연은 '트렌치 모스펫' 기반의 SiC 전력반도체를 세계에서 세 번째로 개발해 반도체 칩 크기를 10% 이상 줄여 전력반도체를 대량 생산할 수 있는 토대를 마련했다.

화석연료 기반의 항공엔진을 대체할 '전기엔진' 기술도 공개했다. 이 기술은 드론이나 플라잉카에 적용할 수 있는 전기엔진으로, 전동기와 발전기를 국내 독자 기술로 처음 개발했다. 그동안 무인항공기의 핵심 부품인 전동기와 발전기는 수입에 의존하고 있었다.

전기연은 저소음, 안정성을 갖춘 전기엔진을 개발해 외국산 부품 사용에 따른 안전과 보안 문제를 해결했다. 앞으로 10㎾급 전동기와 100㎾급 발전기를 3년 이내에 개발해 우리나라가 플라잉카 산업을 선도할 수 있도록 후속 연구에 박차를 가하고 있다.

전기연은 전기선박을 육상에서 시험하는 '전기선박 육상시험소'도 세계에서 세 번째로 구축했다. 전기선박은 하부에 추진 시스템을 탑재하면 고장이나 문제가 생겨도 정비하기 어렵고, 아예 배를 해체해서 수리해야 하는 어려움이 있다. 전기연은 육상에서 사전 성능검증 과정을 수행함으로써 선박 건조기간 단축뿐 아니라, 기술수입 대체 및 관련 산업 발전까지 총 5000억원이 넘는 파급효과를 거두고 있다.

폭발 위험성을 가진 기체 수소 대신 수소 가스를 극저온으로 냉각시켜 액체수소를 만들고, 이를 오랜 기간 손실없이 장기 저장하는 '액체수소 생산·장기 저장기술'도 소개됐다. 이 기술은 수소 저장의 안전성을 높여 수소의 장거리 이송과 다양한 분야에 활용될 것으로 기대된다.

명성호 전기연 원장은 "모빌리티는 다른 분야보다 전기화가 빠르게 진행되고 있는 만큼 국민과 기업이 체감하는 실질적인 성과 창출에 최선을 다하겠다"고 말했다.

이준기기자 bongchu@dt.co.kr