[4월 21일은 과학의날] 화학연, 국가 발전 위해 설립돼 국민 위한 연구 이어가

한국화학연구원

농업 중심 사회였던 대한민국은 1960년대에 이르러 비료 공업에서 시작해 경공업이 산업구조의 근간을 이뤘다. 하지만 수입 원재료를 자체적으로 생산하는 기술력은 매우 부족한 상황이라 화학산업의 패러다임을 바꿀 수 있는 새로운 계기가 필요했다. 1970년대 새마을운동과 더불어 '잘 먹고 잘 사는 나라'가 되기 위한 국가 산업발전 태동을 거쳐 화학기술 개발의 필요성에 대한 공감대가 국가적으로 형성됐다.

이러한 국가적 요구에 따라 탄생한 기관이 바로 화학 분야 유일 정부출연연구기관인 한국화학연구원(이하 화학연)이다. 화학연은 1970년대 화학기술 부재를 극복하고 국가발전을 위한 국가적 합의에 의해 설립된 기관이다. 136개 기업의 출연금을 재원으로 1976년 9월 설립됐다.

화학연 설립에 동참한 136개의 출연기업 명단. 화학연 제공

화학연은 '국내 산업계가 필요로 하는 화학과 화학공업 부문의 연구개발과 기술을 축적하고 보급한다'는 설립 초기의 기능과 역할을 충실히 수행하며 우리나라 산업 발전의 기반을 다졌다. 그 결과 1980년대, 1990년대에는 선진기술을 국산화함으로써 우리나라 화학산업은 외국 기술을 모방하던 단계에서 기술을 수출하는 단계로 나아가기 시작했다.

화학연 화학소재연구본부 연구진이 연구를 하고 있다. 화학연 제공

▲다양한 화학 분야 성과 도출, 국가 산업 발전 도모=1990년대까지 국내 최초의 환경친화적 산소계 표백제로 주목받은 '옥시크린', 접착제와 윤활제, 껌, 립밤 등에 첨가되는 정밀화학제품원료인 폴리부텐 제조 공정 기술이 개발됐다. 특히 폴리부텐은 연간 800만 달러 상당을 전량 해외에서 수입했지만 이를 계기로 수출국으로 위상이 크게 바뀌게 된다.

이후에도 2000년대 청정연료 DME, 태양전지용 다결정 실리콘, 가스에서 액체연료를 만들어내는 GTL 공정 기술, 메탄올 제조공정 기술 등 친환경 화학기술이 개발됐고 스마트폰과 액정 디스플레이의 필수 소재인 폴리이미드 필름 등 첨단 화학 소재 기술의 국산화를 통해 국내 화학산업의 경쟁력을 끌어올렸다.

바이오의학연구본부 연구진이 연구를 하고 있는 모습.

이후에도 화학연은 지속적으로 많은 성과를 도출했다. 특히 오랫동안 한 분야에 묵묵히 연구를 수행했던 결실이 빛을 발하는 사례를 꼽을 수 있다. 30여 년 이상 불소 화합물 소재 연구를 통해 2019년 일본의 수출규제 이슈 발생 당시 소재의 국산화에 앞장섰고 한·중 기업들과 아시아 최초로 에이즈 치료제를 개발해 2023년 말 기준 130억 원 이상의 중국 판매 실적을 기록했다. 또 ㈜팜한농과 함께 작물보호제인 '테라도'를 개발해 2020년 미국 환경청(EPA)에 국내 최초 식용 작물보호제로 등록했고 2023년 말 기준 세계 9개국에 진출해 누적 매출 2000억 원을 돌파했다. 탄소중립이 글로벌 이슈인 현재 ㈜부흥산업사와 연간 8000ｔ의 합성가스 생산이 가능한 세계 최대이자 유일한 규모의 CO10 전환 산업원재료 생산 플랜트를 구축했다.

화학연 정문 모습

▲12대 국가전략기술 육성 정책 추진으로 국민 삶 기여=기술패권 경쟁이 날로 심화되고 국가 과학기술 경쟁력이 매우 중요한 시점에서 화학연은 정부의 12대 국가전략기술 육성 정책에 적극 대응하기 위한 역량을 집중시키고 있다.

화학연은 이차전지 분야에서 국가전략기술 확보를 위해 산업계에서 필요로 하는 이차전지 핵심 화학 소재인 양극재, 음극재, 분리막, 전해질의 기술을 고도화하고 차세대 이차전지인 전고체 전지, 리튬황 전지, 리튬금속 전지 등의 한계성능을 극복하고 주도권을 선점하기 위한 연구개발을 수행하고 있다. 최근 대표 성과로는 2022년 고분자 전해질 소재와 전고상 고분자 전기 기술을 기업체에 이전했다. 리튬-공기 전지 소재를 개발해 2021년엔 국제 학술지 'ACS Nano'에 발표했다.

특히 화학연이 주체가 돼 '국가전략기술추진단' 주도로 화학분야 국가전략기술 정책·전략수립을 지원하고 있다. 이차전지 분야 출연연 중장기 기술 로드맵을 수립하고 산학연 연구협력 생태계 조성을 위한 컨트롤타워 역할을 수행 중이다.

탄소중립 달성을 위해 이산화탄소를 포집하고 활용하는 'CCU' 분야와 더불어 필수적인 과학기술로 인식되는 '수소' 분야와 관련해 수소 생산·저장 기술의 핵심 요소 기술 개발에 집중하고 있다. 물을 전기분해해 수소를 생산하는 수전해 기술의 핵심소재인 촉매 개발 기술, 암모니아로부터 그린수소를 생산하는 촉매와 공정 기술 개발 연구를 수행하고 있다. 특히 값싸고 풍부한 금속 니켈을 활용해 암모니아 분해 수소 생산 공정의 상용화 가능성을 높인 저비용 고효율 촉매 제조 기술을 개발해 국내 기업에 기술이전 후 실증기술을 개발하고 있다. 해당 기술은 '2023년 국가연구개발 우수성과 100선'에 선정됐다.

수소는 생산뿐만 아니라 저장과 운송, 활용도 중요한데, 화학연은 수소를 저장하기 위한 암모니아 합성과 LOHC(차세대 액상 유기물 수소 저장체 기술) 촉매·공정 기술 개발을 추진 중이다. 독일, 미국 등 선진국 보유 기술 대비 안정성이 높으며 최근에는 계산화학을 활용한 세계 최고 수준의 새로운 LOHC 소재를 개발했다. 이 기술은 '2019년 국가연구개발 우수성과 100선'에 이름을 올렸다.

화학공정연구본부 연구진들.

이외에도 최근 글로벌 기술경쟁 주요 이슈인 반도체·디스플레이 분야에서도 핵심소재와 기능성 고분자 소재의 원천기술을 국산화 추진에 앞장서고 있으며 첨단바이오 분야의 중점기술인 감염병 백신 치료제 개발, 유전자 치료 기술, 인공지능(AI)을 활용한 정보 기반 치료제 개발 분야 연구를 수행 중이다. 첨단바이오 분야의 합성생물학 기술은 '2023년 국가연구개발 우수성과 100선'에 선정되기도 했다.

이 같은 성과로 설립 이후 줄곧 국민을 위한 연구를 이어온 화학연은 2026년 설립 50주년을 맞이한다. 지난 반세기를 돌아보며 앞으로 미래 50년을 기획하고 있다.

화학연 관계자는 "최근에는 화학연을 포함한 출연연들이 국민들에게 기관의 존재 이유를 쉽고 재밌게 홍보하기 위한 노력에 최선을 다하고 있다"며 "특히 화학연은 2026년이면 설립 50주년이 되는 해다. 지나온 50년을 되돌아보며 국민 삶과 국가발전에 어떻게, 얼마나 중요한 기여를 할 수 있을지에 대한 진지한 고민을 앞으로의 50년 계획에 담을 예정"이라고 전했다. 임효인 기자

화학연 전경