1500 도를 견디는 소재가 나왔다고?

우리를 화재로부터 보호해주는 특수 난연CFT

[객원 에디터 6기/ 이지윤 기자] 지난 27일, LG화학이 LX하우시스와의 협업을 통해 1500℃의 화염에서 20분 이상 견딜 수 있는 소재를 개발했다. 이 소재는 배터리 열폭주를 지연하기 위한 소재로 사용될 전망이다. 

양사가 공동으로 개발한 소재의 이름은 ‘특수 난연 열가소성 연속섬유 복합소재’(특수 난연 CFT)로, 기존에 사용되던 복합소재와 비교했을 때 강한 화염을 14배 정도 더 잘 견딜 수 있다는 획기적인 특징이 있다. 한마디로 말하면 특수 난연 CFT는 내열성이 좋다는 것인데, 여기서 내열성은 높은 열을 받아도 물리적 변화를 일으키지 않는 성질을 뜻한다. 

LG화학은 특수 난연 CFT의 뛰어난 내열성을 직접 확인해 보기 위해 실험을 진행했는데, 실험 결과 1.6mm 정도 두께의 얇은 특수 난연 CFT가 1500℃이상의 열과 높은 압력을 가했을 때 20분이 지나도 물리적 변화가 많이 일어나지 않았다고 한다. 이로 인해 특수 난연 CFT의 뛰어난 내열성이 증명되었다.

앞서 말했듯이, 이 특수 난연 CFT는 LG화학과 LX하우시스의 성공적인 협업으로 인해 개발되었다. LG 화학은 이미 지난해 열폭주 지연 소재를 개발했었고, LX하우시스는 LG화학이 개발한 열폭주 지연 소재를 테이프형태로 만들어 겹겹이 쌓는 제조 공법을 사용함으로써 열폭주 지연 소재의 화염 차단 성능을 더 좋게 개선했다. 이 두 회사의 협업의 결과로 인해 개발된 특수 난연 CFT는 많은 잠재성을 가지고 있다. 

특수 난연 CFT가 활용될 가장 대표적인 분야는 바로 전기차이다. 전기차는 21세기에 들어서면서 사람들에게 많은 인기를 끈 자동차의 종류 중 하나지만, 잦은 열 폭주 현상 때문에 좀처럼 쉽게 대중화되지가 않았었다. 하지만 운 좋게도 특수 난연 CFT를 사용하면 전기차의 치명적인 단점이 어느 정도 보완된다. 특수 난연 CFT는 힘에 의한 변형이 작기 때문에 전기차의 큰 배터리팩의 커버로 사용할 수 있기 때문이다. 이렇게 전기차의 배터리팩에 CFT를 사용하면 배터리를 보호할 뿐만 아니라 화재 발생 시에 불길이 퍼지는 속도를 느리게 해서 운전자가 대피할 시간을 만들어준다.

현재까지 특수 난연 CFT의 활용 방안에 대한 의견은 다양하지 않지만, 특수 난연 CFT는 전기차뿐만 아니라 항공 우주 산업, 해양 산업, 그리고 에너지 저장 및 분배 등 활용할 수 있는 분야가 많기에 머지않아 대중화될 확률이 높다. 예를 들면, 항공 우주 산업에서 우주 탐사 장치는 고온 및 고압의 환경에 노출될 확률이 높기 때문에 특수 난연 CFT를 사용하면 탐사 장치의 변형을 최소화할 수 있다. 또한 탐사 장치에서 화재가 일어났을 때 특수 난연 CFT가 화재를 지연시킴으로써 탐사 장치의 안정성을 보장한다. 에너지산업에서도 마찬가지다. 에너지 산업에서 사용되는 전력 변환 장치에 특수 난연 CFT를 사용하면 장치를 열과 화재로부터 보호하기 때문에 정확하고 안전하게 에너지를 분배할 수 있다. 

이처럼 특수 난연 CFT는 다양한 산업에서 빛을 발할 수 있는 가능성을 가지고 있다. 앞으로도 많은 과학자들이 특수 난연 CFT와 같은 내열성이 강한 물체를 연구하는데 집중해 많은 산업의 안정성을 보장하는데 기여할 수 있을 것이다.