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[VC 투자기업]하이드로럭스, '고용량 수소 저장·운송' 톱티어 꿈꾼다상온·저온 수소저장합금 원천기술 보유, 제조공정 국산화·단축 경쟁력

창원(경남)=이종혜 기자공개 2022-04-29 08:40:43

이 기사는 2022년 04월 28일 07:22 더벨 유료페이지에 표출된 기사입니다.

"하이드로럭스의 수소저장합금 제조기술은 기존의 고주파유도로 등에 의한 용해법인, 용해, 균질화, 분쇄, 초기활성화 등 공정을 2단계로 단순화했다. 이를 통해 균질하면서도 수소저장특성이 우수한 수소저장합금을 제조하는 강점이 있다"

27일 창원시 성산구 공단로 하이드로럭스 공장에서 더벨과 만난 강길구 하이드로럭스 대표(최고기술책임자·CTO)는 자체 기술로 설계한 고에너지밀 장비를 국산화에 성공했다는 데 자신감을 드러냈다. 그간 이 공정 장비는 독일과 일본에 의존했다.

설립 3개월 만에 구축한 창원공장에서 하이드로럭스는 고에너지밀 공정을 통한 기계화합금법으로 '마그네슘계 하이브리드형 수소저장합금' 개발을 완료하고 본격 생산에 나섰다. 회사는 수소저장합금의 기초 설계, Mg계 하이브리드형 수소저장합금, 고에너지밀 장비, 초기활성화 등 4가지 공정에 대한 제조 경쟁력을 모두 확보하고 있다.

하이드로럭스는 차세대 에너지인 수소산업의 핵심 기술력을 보유한 기업이다. 수소경제의 밸류체인은 생산, 저장, 운송 및 이용으로 구분된다. 실질적으로 수소경제를 실현하기 위해선 수소저장기술 개발이 중요하다. 수소자동차를 비롯한 운송수단의 연료 저장은 연비와 직결되는 문제이기 때문이다. 하이드로럭스도 수소 저장·운송에 집중하는 전략을 택했다.

수소의 물질 상태별 저장(고압, 액체, 화학) 시장규모는 각각 성장 중이다. 그간 고압의 기체수소방식이 주로 사용됐다. 액화수소가 부피, 충전 효율면에서 장점이 있지만 고압의 기체수소저장방식보다 난이도가 높은 기술 탓에 아직 상용화 단계에 이르지 못했다. 운송, 저장 방법마다 장·단점이 있기 때문에 여전히 특정 방식이 시장에 자리 잡지 못했다. 각 회사들은 수소를 운반하는 시간과 장소, 양과 용도에 따라 최적의 방식을 찾고 있다.

최근에는 좁은 공간에 더 많은 수소를 저장하기 위해 고체수소저장소재를 사용해 고체의 매개물에 수소를 저장하는 방식이 연구되고 있다. 수소저장방식 중에 가장 안정적인 방법이지만 그간 대중화되지 못했던 이유는 가격경쟁력을 확보하고, 대량생산 체제의 구축이 불가능했기 때문이다.

2021년 6월 설립된 하이드로럭스는 수소저장합금 상용화에 도전하고자 설립됐다. 회사는 상온, 저압에서 수소를 저장하고 방출하는 마그네슘(Mg)계 하이브리드형수소저장합금을 연구·개발(R&D)했다. 산화철 전문 생산기업인 EG그룹에서 다년간 고체수소저장소재에 관련된 R&D를 진행한 강길구 대표가 주도해 창업했다. 강 대표는 수소차용 고체수소저장소재 개발을 통해 소재 합성에도 성공했다. 전기자동차 부품회사인 엔진하우징을 총괄, 해외 마켓 경험이 풍부한 김종원 대표도 회사로 합류했다.

강 대표는 기계합금법에서 답을 찾았다. 실험실용 소용량 에너지밀 안에 금속 원소를 하나하나 투입하고 그 양을 조절해가면서 연구를 거듭했다. 회사가 개발한 수소저장합금은 금속과 수소가 반응해 생성된 금속수소화물이다. 수소 패러다임에 대비해 TiFe합금, LaNi5합금, Mg2Ni합금, TiMn2합금 등은 이미 실용화 단계다.

강 대표는 "볼과 시료의 혼합비, 회전 수, 작동시간 등이 중요하기 때문에 1년 정도 연구를 거듭한 끝에 기계화합금법의 가능성을 확인했고 설계를 통해 국산화에 성공했다"라고 설명했다.

하이드로럭스의 고용량 수소저장합금 개발 및 양산기술
하이드로럭스의 핵심 경쟁력은 수소저장합금을 자체 기술로 설계하고 각 조성별로 달리해 높은 저장용량을 구현할 수 있다는 점이다. 최적의 온도, 수소압력, 시간을 최적화해 활성화시킨 수소저장합금 제조 원천 기술을 보유하고 있다. 기존 방식과 달리 수소저장량을 증가시켰고 상온에서도 수소를 저장·방출할 수 있다. 때문에 부피를 획기적으로 줄일 수 있고 어떠한 형태, 크기의 용기에도 사용할 수 있는 강점을 갖고 있다.

현재 회사는 3.3wt%(수소저장합금 무게당 수소 저장량)의 높은 수소저장용량을 갖는 금속의 조성과 제조, 초기활성화 공정을 수립했다. 정육면체 모양의 원자 배열을 갖춰 체심입방격자 구조의 원소를 써서 합금을 만들었다. 또 수소저장량을 높이기 위해 마그네슘을 추가했다. 강구의 볼에 의한 고에너지를 공급하는 볼밀링(Ball-milling) 공정으로 BCC계 합금을 만들고, 동일 공정으로 Mg를 통해 표면처리하는 방식이다.

회사는 핵심 기술을 바탕으로 빠르게 시제품을 내놨다. 추후 대규모 양산에 성공할 가능성이 높기 때문에 시장에서도 과점적 지위를 가져갈 수 있다. 설립 7개월 만에 일본 혼다, 브라더 그룹뿐만 아니라 국내 대기업과도 샘플을 판매, 공급논의를 진행 중이다.

하이드로럭스의 기술이 적용될 수 있는 분야는 무궁무진하다. 안전성이 뛰어나고 점유공간과 설치면적을 줄였기 때문이다. 상대적으로 무게에 대한 제약이 덜한 건설장비, 선박, 철도 등 모빌리티 분야나 소형 수소발전시스템에 적용될 수 있다.

이미 회사는 수소트레일러, 수소 연료전지 추진형 스마트 무인선을 개발에 착수했다. 상온에서 수소를 저장하고 방출할 수 있고 부피를 줄였기 때문이다. 기존 튜브트레일러로 수소 300kg을 저장하는 것보다 부피는 5분의 1로 줄였다. 차량의 도심 진입이 쉬워지고, 안전에 대한 주민 우려까지 잠재울 수 있다.

그 결과 재무적투자자(FI)·전략적투자자(FI)들이 하이드로럭스의 도전에 힘을 실어줬다. 설립 1년도 채 안됐지만 누적투자금액은 75억원 규모다. 5월 내 FI뿐만 아니라 전략적투자자(SI)로부터 70억원 규모의 후속투자를 앞두고 있다.

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