[나노 혁신, 미래를 설계하다]〈1〉제이오, CNT로 배터리·반도체 혁신 이룬다

작성일 08-10

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 반도체·이차전지·바이오 등 대한민국 핵심 산업의 글로벌 초격차를 위해 소재 기술의 혁신이 중요해졌다. 제품의 바탕이 되는 재료, 즉 소재 단계서부터 차별화가 돼야 경쟁력이 생기기 때문이다. 소재 혁신의 중심에는 나노 기술이 있다. 머리카락 굵기의 약 10만분의 1정도로 미세 물질을 제어하는 나노 기술은 기존 한계를 뛰어넘는 퀀텀점프를 가능하게 한다.
 전자신문과 한국나노융합산업협회는 '나노 혁신, 미래를 설계하다' 기획 시리즈를 준비했다. 나노기술보유기업확인프로그램을 통해 검증된 국내 유망 기업 10곳을 집중 조명, 나노 기술의 중요성과 잠재력을 알리는 동시에 해당 기업들의 혁신 기술력과 성공 사례를 소개해 국내 나노산업 생태계 활성화를 모색한다. 〈편집자주〉 
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 <img alt="강득주 제이오 대표가 자사 탄소나노튜브(CNT) 제품을 소개하고 있다. 이동근기자 foto@etnews.com" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/10/etimesi/20250810163239533xkvi.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="1ltuLHNfmK" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/10/etimesi/20250810163239533xkvi.jpg" width="658">
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 강득주 제이오 대표가 자사 탄소나노튜브(CNT) 제품을 소개하고 있다. 이동근기자 foto@etnews.com
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 1994년 설립된 제이오는 탄소나노튜브(CNT) 기업이다. CNT는 강철보다 100배 강하면서 전기 전도도는 구리에 버금가 '꿈의 신소재'로 불린다. 탄소 원자로 구성된 육각형의 격자 구조가 나노미터(㎚) 단위의 작고 얇은 튜브 모양을 이루고 있다.
 제이오는 20여년간 CNT 한 우물을 파 세계적으로 기술력을 인정 받고 있다. CNT가 최초 발견된 지 10여 년밖에 안 된 2003년 자체 개발에 착수해 3년 만인 2006년 업계 최초 직경 10㎚의 다중벽(Multi-wall, MW) CNT 양산에 성공했다. 또 10년 뒤인 2014년에는 세계 최초로 소수벽(Thin-wall, TW) CNT를 대량 생산하는 성과를 거뒀다.
 2010년대 중반까지 CNT 수요가 크지 않아 국내 많은 회사들이 시장을 떠났다. 우수한 성능에도 불구하고 단가가 높아 수요처 발굴에 어려움을 겪었기 때문이다.
 하지만 제이오는 매년 수십억원을 연구개발(R&amp;D)에 투자한 끝에 기회를 잡았다. 전기차로 이차전지 산업이 팽창하고, 이차전지 도전재로 CNT가 급부상한 것이다.
 도전재는 전자의 이동을 촉진하는 물질이다. 쉽게 말해 배터리 성능과 효율을 끌어올리는 역할을 한다. 제이오는 양극재 도전재용 CNT로 이차전지의 혁신을 이끌어냈다. 화재 위험을 키울 수 있는 금속을 포함하고 있지 않은 비철계 CNT로 두각을 나타낸 것이다.
 강득주 제이오 대표는 “2030년 이차전지용 CNT 필요량이 5만톤에 이를 것이라는 전망이 나오고 있다”면서 “양극재에 이어 음극재 도전재용으로도 CNT 수요가 커지는 중”이라고 말했다.
 특히 보급형 제품으로 통하는 리튬인산철(LFP) 배터리에서도 CNT가 각광을 받기 시작해 고무적이다. LFP 배터리는 주로 저가형 전기차에 쓰였기 때문에 신소재인 CNT가 적용되지 않았다. 하지만 LFP 배터리 역시 성능 개선 수요가 커지면서 CNT를 찾는 사례가 늘고 있다.
 강 대표는 “순간 가속력이나 수명 개선을 위해 전기를 빠르고 원활하게 전달하는 CNT의 역할이 LFP에서도 중요해지고 있다”면서 “LFP용 CNT를 준비하려 한다”고 말했다. 
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 <img alt="경기도 안산에 위치한 제이오 제2공장 전경 (제이오 제공)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202508/10/etimesi/20250810163240778glnz.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="trND3nuSOb" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202508/10/etimesi/20250810163240778glnz.jpg" width="658">
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 경기도 안산에 위치한 제이오 제2공장 전경 (제이오 제공)
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 제이오는 또 다른 무대에 도전할 채비를 하고 있다. 배터리를 넘어 반도체용 CNT를 준비 중이다. 반도체는 국내 주력 산업이자 첨단 분야기 때문에 한 차원 높은 기술력이 필요하다.
 제이오가 추진하는 건 차세대 반도체 극자외선(EUV) 펠리클용 소재인 'CNT 멤브레인'이다. 펠리클은 EUV 공정에서 포토마스크를 이물질로부터 보호하는 핵심 부품이다.
 반도체 미세공정이 진화하면서 출력이 높은 '하이-NA' EUV가 상용화되면 기존 소재보다 내구성이 강한 새로운 펠리클이 필요해진다. CNT 펠리클은 기존 실리콘 소재로 만들어진 EUV 펠리클보다 내구성이 2배 강해 차세대 공정에 적합하다. 반도체 혁신을 위한 소재로 CNT 멤브레인을 준비하고 있는 것이다.
 강 대표는 “2030년이 되면 차세대 EUV 펠리클 시장이 수천억 원 규모로 성장할 것으로 전망되지만 아직 전 세계적으로 상용화에 성공한 곳이 없는 상황”이라면서 “늦어도 내후년까지는 국내 반도체 기업 양산라인에 도입한다는 목표를 가지고 집중 연구개발을 진행하고 있다”고 말했다.
 정현정 기자 iam@etnews.com
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