기존 산업․제품의 경쟁력 및 부가가치를 획기적으로 향상시킬 것으로 기대되고 있는 CNT를 상용화하기 위해서는 아직 넘어야 할 산이 남아 있는 것으로 지적되고 있다.
우선 높은 가격이 문제로 꼽히고 있다.
산업부에 따르면 MWCNT의 가격은 양산공정기술개발과 설비 증설에 따라 $50/kg 이하로 떨어졌기 때문에 가격이 상용화에 큰 장애요인이 되진 않을 것이란 전망이다.
하지만 SWCNT 가격은 여전히 고가다. 따라서 CVD 방법에 의한 획기적인 제조공정 개선이 요구되고 있다는 분석이다.
다만 투명전극용 SWCNT의 경우 현재 $30/g 수준까지 가격 대응이 가능하므로 소재가격이 상용화의 장애요인이 되지는 않을 것으로 보인다는 게 산업부의 설명.
CNT 소재 및 복합재의 성능 부족도 상용화의 걸림돌이다. 이에 따라 CNT 소재의 분산성 및 순도 향상 합성기술, CNT 전자구조 제어기술 개발 등을 통해 CNT 소재 자체의 물성 향상이 필요하다는 지적이다.
아울러 고분자, 금속 등 소재의 고유특성을 유지하면서 CNT 복합재의 물성 확보를 위해 복합소재 제조 공정기술 개발 및 개선이 필요하다.
특히 사출시 CNT 배향문제와 분산공정에 따른 CNT 손상문제 최소화 등이 상용화 선결조건이다.
또한 CNT 제조기업, 합성방법 등에 따라 CNT 규격 및 특성이 상이하므로 CNT 소재 차원의 표준화․규격화가 필수적이다.
CNT 물질의 건강 및 환경에 대한 유해성 기준이 명확히 정립되지 않아 상용화에 걸림돌이 되고 있다.
이런 상황에서 유럽 등에서는 규제 움직임도 존재하고 있다. 일례로 OECD, EPA(美) 등에서 CNT를 포함한 나노물질의 유해성 평가기준을 마련 중에 있다.
수요기업과의 연계 미흡도 상용화의 장애요인이다.
특히 중소 CNT 소재기업의 경우 수요기업과의 접촉 및 네트워킹 기회가 많지 않아 사업화 및 판로확보에 애로를 겪고 있다.
더구나 국내 CNT 원소재 업체가 다수 있음에도 불구하고, 수요처에서는 신뢰성 등을 이유로 국내에서 사용되는 CNT의 85%가 수입에 의존하는 실정이다.
또한 기술력 있는 중소기업에 대한 투자자 연계 및 마케팅 지원 등 사업화 지원 시스템도 부족한 것도 상용화의 걸림돌로 꼽히고 있다.
[국내외 CNT 기술동향]
국내 CNT 기업 기술개발 동향을 보면 한화케미칼의 경우 SWCNT 및 MWCNT의 대량합성기술을 개발하고, 이를 이용한 고전도성 도료 및 고분자 복합소재를 개발해 제품을 출시했다.
해외에서는 프랑스와 독일, 미국, 일본 등을 중심으로 CNT 기술 상용화에 나서고 있다.
해외 CNT 기업 기술개발 동향을 보면 Arkema(프)는 CNT가 최대 45% 함유된 고성능 마스터배치 및 컴파운드 제품을 개발했고, ESD, 접착체, 보강재 등 적용목적으로 개발을 진행 중이다.
또 Bayer(독)는 2010년 200톤 규모의 생산설비 구축한바 있으며, 구조재, 리튬2차전지, 알루미늄 복합재 등에 적용해 성능 향상을 시현했다.
Hodogaya(일)는 전도성 수지, 전자파 차폐 수지, 고강도 경량재료, 면상발열체를 제작․시현했다.
생체 반응성 테스트도 병행 실시했다. Nanocyl(벨)는 2010년말 400톤급 CNT 양산설비 2기를 구축했으며, 일본업체와 대전방지용 MWCNT 코팅액, 고투과성(88%) 투명대전방지필름 공동 개발 중이다.
Future Carbon(독)의 “Carbo e-Therm" 제품은 CNT 기반의 난방코팅액으로, 저압구동이 가능한 시제품을 제작하여 실제 차량에 적용중이다. 또 차량외에도 바닥난방(욕실 등), 벽면난방 및 전자기파 차폐용 차단코팅 제품도 출시했다.
Xinray Systems(미)는 Xintek에서 개발한 Few-wall CNTs를 이용한 X-ray source를 개발했으며, 상용화를 위한 개발을 진행 중이다.
