KRICT 한국화학연구원

KRICT 스페셜

지난 반세기 핵심기술의 공급처로

국내 산업의 도약과 발전을 이끌어 온 정부출연연구기관의

활약상이 새로운 국면으로 향하고 있습니다.

4차 산업혁명을 넘어 5차 AI혁명 시대에 접어든

과학기술 패러다임의 빠른 변화에 맞서 국가적 임무 중심의

개방적 협력체계로 거듭나려는 움직임이 활발해지고 있는 것입니다.

최근 과학기술계의 비상한 관심 속에 최종 선정 절차가

마무리된 5개 ‘글로벌 TOP 전략연구단’이

그 신호탄이 될 것으로 보입니다.

Chapter 01

과거의 성공 신화는 잊어라

우리나라는 세계에서 유일하게 개발도상국에서 선진국에 진입한 국가입니다. 경제와 산업뿐만 아니라 이제 문화강국으로도 국제적인 주목의 대상이 되고 있지요. 덕분에 단군 이래 한반도 5천 년 역사에서 최전성기를 구가하고 있는 게 아니냐는 평가도 많은데요. 하지만 2024년의 대한민국은 고도의 압축 성장과 선진국 모델의 빠른 추격을 통한 눈부신 성취가 한여름 밤의 꿈이 될지, 아니면 지속가능한 발전의 성장통이 될지를 가를 엄중한 기로 앞에 서 있습니다. 저출과 고령화, 저성장 구조의 고착화, 글로벌 기술패권 경쟁과 신냉전 시대로의 회귀라는 복합위기 속에서 더 이상 과거의 성공 신화에만 기대기 어려운 때를 맞고 있는 것입니다.

50년 넘게 국가전략기술 확보와 사회문제 해결의 임무를 맡아온 정부출연연구기관(이하 출연연)도 변화가 필요한 시점이 되었습니다. 과거와 달리 특정 분야의 개별 연구만으로는 ‘초지능·초연결·초융합’으로 표현되는 급격한 기술 변화에 대응하는 데 한계가 있기 때문입니다. 이에 따라 국가 R&D 혁신방안을 꾸준히 모색해 온 우리나라는 지난해 11월 ‘글로벌 TOP 전략연구단’ 지원사업의 도입 계획을 발표했습니다. 출연(연)들이 쌓아온 고유의 연구역량을 한 데 모아 다시 한 번 국가연구기관의 명성에 걸맞은 대형 성과를 창출할 수 있도록 하려는 것입니다.

이에 화답해 올해 초 각 출연(연)들은 국가적 역량 결집이 시급한 총 51개 과제의 연구단 구성 제안서를 정부에 제출했습니다. 그간 역동적인 연구생태계 조성의 걸림돌로 지적되어 온 출연(연) 간 칸막이 타파는 물론 산업계, 학계와의 협력 방안까지 포함하는 대규모 융·복합형 과제들을 기획한 것이지요. 이를 바탕으로 관련 기술과 정책 전문가 155명이 참여해 3개월여에 걸쳐 심사숙고를 거듭한 가운데 지난 5월, 마침내 첫 번째 글로벌 TOP 연구단의 라인업이 모습을 드러냈습니다.

바로 ▲시장선도형 차세대 이차전지 혁신 전략연구단 ▲수전해 수소 생산시스템 전략연구단 ▲글로벌 TOP 유전자·세포치료 전문연구단 ▲소형모듈원자로(SMR) 가상원자로 플랫폼 개발사업단 ▲초거대 계산 반도체 전략연구단이 그들입니다. 이들 5개 연구단은 국가채무를 줄이기 위한 긴축재정의 여파로 사상 초유의 연구개발 예산 삭감까지 빚어진 상황에서도 연간 총 연구비 1천억 원, 5년간 연구자 인건비 70~100%를 보장받으며 전례 없던 대규모 융·복합 연구의 중책을 수행하게 될 예정인데요.

Chapter 02

팔방미인 화학연에 거는 기대

눈에 띄는 것은 5개 글로벌 TOP 연구단의 리스트에서 무려 3곳에 이름을 올린 화학연의 저력입니다. 화학연은 그간 탁월한 연구 성과들로 사실상 주관기관 낙점이 유력했던 ‘차세대 이차전지’뿐만 아니라 ‘수전해 수소 생산시스템’과 ‘유전자·세포치료’ 분야에서도 참여기관으로 함께 하게 되었습니다.

먼저 화학연이 주관기관을 맡은 차세대 이차전지 분야는 전기차 시장의 확대 속에 보다 안전하고 경제적인 차세대 이차전지 개발을 위한 세계 각국의 투자가 매우 경쟁적으로 이뤄지고 있는 상황입니다. 특히 고에너지밀도, 초경량, 고안정성, 소재자립화, 초저가, 고속 충·방전, 저탄소 등 이른바 ‘7-Tools’로 불리는 초격차 이차전지 기술 확보를 위한 대결이 치열하게 전개되고 있지요.

앞서 화학연은 연구원 설립 초기부터 합성 소재를 이용한 광소자와 전자소자 등 새로운 소재 개발로 연구 영역을 확대하던 중 이차전지 산업의 중요성이 크게 높아짐에 따라 2011년 관련 연구조직을 개편해 차세대 이차전지에 대한 연구개발을 본격화했습니다. 그 가운데서도 현재 리튬이온 이차전지 독주체제의 가장 강력한 대항마로 떠오른 전고체전지, 리튬황전지와 또 다른 다크호스인 리튬메탈전지 및 리튬공기전지 등을 중점적으로 연구해왔는데요.

화학연은 이번 ‘시장선도형 차세대 이차전치 혁신 전략연구단’ 주관기관 선정을 발판 삼아 한국전기연구원, 한국과학기술연구원, 한국에너지기술연구원, 한국생산기술연구원, 한국전자통신연구원, 한국기계연구원 등 다양한 역량의 참여기관들과 힘을 모아 한층 고도화된 이차전지 융·복합 연구개발 플랫폼을 구축해나갈 계획입니다. 이를 바탕으로 차세대 이차전지 시장 선점은 물론 전기차 화재사고 약 50% 감축, 수송 분야 온실가스 약 60% 감축 등 국민안전과 기후변화 대응까지 다양한 사회·경제적 파급효과를 불러일으키겠다는 야심찬 목표입니다.

Chapter 03

국가적 협력체계의 견인차로

참여기관으로 힘을 보탤 ‘수전해 수소 생산시스템 전략연구단’과 ‘유전자·세포치료 전문연구단’ 역시 화학연의 폭넓은 활약이 기대되는 분야들입니다.

화학연은 그간 전 지구적인 기후변화 대응 연구의 일환으로 이차전지를 비롯해 다양한 친환경 에너지원 개발에도 주력해 왔습니다. 그 가운데서도 특히 화학연은 경제적이고 친환경적인 수소 생산, 수소 연료로 전기를 생산하는 수소연료전지, 대용량 수소를 생산지에서 실사용 영역까지 쉽고 안전하게 저장·운송하는 기술 등 수소산업 생태계 전주기에 걸쳐 고르게 첨단기술을 양산해 왔다는 점에서 더 큰 기대를 받고 있지요.

현재 가장 친환경적이고 이상적인 수소 생산 모델로 주목받고 있는 수전해(水電解)의 핵심소재 양이온교환막과 음이온교환막, 고가의 귀금속 사용을 획기적으로 낮추는 촉매와 수소 저장·운송체 기술 등에서 거듭 세계적인 연구 성과를 탄생시켜 온 화학연은 이달에도 해외 상용 소재 대비 10배 이상의 내구성과 20%가 넘는 이온 전도성능의 음이온 교환막 소재 개발에 성공하며 본격 출항을 앞둔 수전해 수소 생산시스템 전략연구단에 벌써부터 기분 좋은 소식을 전하고 있습니다.

이와 함께 최근 빠르게 발전하는 유전자·세포치료 분야에서도 글로벌 TOP 전략연구단에 대한 화학연의 기여는 상당할 것으로 전망합니다. 의료기술의 발전에 따른 진단 가능한 희귀, 난치질환의 기하급수적인 증가, 출생률 감소와 평균수명 연장에 의한 전 세계적인 고령화 등 인류 공통의 난제를 해결할 열쇠로 유전자·세포치료(Gene and Cell therapy)가 질병을 치료하거나 예방하는 첨단 치료법으로서 많은 주목을 받고 있습니다.

화학연은 설립초기부터 국내에서 처음으로 신약개발 연구를 시작하여 원천기술을 확보하고 다양한 질병 후보물질을 기술이전함으로서 치료제 개발을 선도해 왔습니다. 그 결과 HDAC Inhibitor 표적 항암제 “Ivaltinostat”를 개발하여 2019년에 미국 FDA 희귀의약품 (췌장암)으로 지정받는 세계 수준의 기술을 이미 보여주고 있습니다. 이러한 화학연의 합류는 새로 출범하는 글로벌 TOP 유전자·세포치료 전문연구단에 천군만마의 힘으로 작용할 것입니다.

이번 글로벌 TOP 전략연구단을 통해 선정된 차세대 이차전지와 수전해 수소 생산시스템, 유전자·세포치료 기술 등은 아직까지 전 세계 어느 나라도 쉽게 우열을 점치기 힘든 치열한 기술패권 경쟁의 격전장입니다. 이는 곧 우리나라의 기술 혁신과 선점 여부에 따라 얼마든 세계시장을 좌우하는 ‘제 2의 반도체 산업’으로 육성할 수 있는 가능성이 매우 높다는 의미이기도 합니다. 이미 오랜 기간 핵심 산업기술 개발과 상용화를 통해 축적해 온 화학연의 역량과 경험이 글로벌 TOP 전략연구단이라는 국가적 임무 중심의 새로운 출연(연) 협력체계 속에서 더 큰 빛을 발휘할 수 있기를 기대합니다.