자가치유하고 태양광 충전…현대차그룹 ‘꿈의 기술’ 실현

'나노 테크데이'서 신기술 6종 공개
상온서 두시간 만에 흠집 셀프 복원
부착하는 투명·텐덤 태양전지 선봬
압력 감응형 소재 적용된 발열시트
실내온도 상승 막는 복사냉각 필름도

현대차그룹이 스크래치를 스스로 회복하고 태양광만으로 일상 주행이 가능한 미래차를 연구 중이다. 에너지 소모 없이 차량 내부 온도를 일정부분 제어할 수 있고 필요한 부분만 따뜻하게도 할 수 있다. 초격차 '나노 기술'을 통해서다. 1나노미터는 10억분의 1미터로 머리카락 굵기의 10만분의 1에 해당된다. 이렇게 작은 크기 단위에서 물질을 합성하고 배열을 제어해 새로운 특성을 가진 소재를 만드는 것을 나노 기술이라 부른다.

현대차·기아는 20일 서울 중구 명동에 위치한 커뮤니티하우스 마실에서 '나노 테크데이 2023'을 개최하고 미래 모빌리티 실현의 근간이 될 나노 신기술을 공개했다. 주요 나노 신기술은 셀프 힐링 고분자 코팅, 오일 캡슐 고분자 코팅, 투명 태양전지, 탠덤 태양전지, 압력 감응형 소재, 투명 복사 냉각 필름 등이다.

셀프 힐링 기술은 상온에서 별도의 열원이나 회복을 위한 촉진제 없이도 두 시간여 만에 회복이 가능하하다. 현대차그룹은 자율주행의 핵심 부품인 카메라 렌즈와 라이다 센서 표면 등에 셀프 힐링 기술 적용을 검토하고 있다. 향후에는 차량의 도장면이나 외장 그릴 등으로 적용 범위를 확대할 계획이다.

오일 캡슐 기술은 나노 캡슐 내에 액체 윤활 성분을 포함해 낮은 비용으로도 높은 효과를 거둘 수 있다. 고체 윤활제와 같이 넓은 범위에서도 적용 가능하다. 발열과 마찰이 큰 차량의 핵심 동력 전달 부품에 적용돼 내구성과 효율을 개선할 것으로 기대된다. 현대차·기아는 엔진의 구동력을 바퀴에 전달하는 드라이브 샤프트에 기술을 적용할 계획이다.

현대차그룹이 공개한 '투명 태양전지'는 우수한 전기적·광학적 특성을 지닌 페로브스카이트 소재를 이용했다. 페로브스카이트는 발전효율이 실리콘 태양전지 대비 30% 이상 높다. 셀 단위(1㎠) 연구에서 벗어나 대면적(200㎠ 이상)으로 커진 상황에서 1.5와트(W)급 성능을 보이는 투명 태양전지를 개발한 것은 현대·기아차가 세계 최초다.

현대차그룹은 실리콘 태양전지 위에 차세대 태양광 소재인 페로브스카이트를 접합해 만든 '탠덤 태양전지'도 주목하고 있다. 두 개의 태양전지를 적층해 서로 다른 영역대의 태양광을 상호 보완적으로 흡수해 35% 이상의 에너지 효율 달성이 가능하다. 친환경차의 후드·루프·도어 등 태양광을 직접적으로 많이 받는 부위에 탠덤 태양전지를 적용하는 것만으로도 일상 주행이 가능한 전력을 생산할 수 있다.

'압력 감응형 소재'는 별도의 센서 없이 소재에 가해지는 압력을 전기 신호 형태로 변환하는 기술이다. 차량의 발열시트 폼 내부에 적용돼 탑승자의 체형 부위만 정확하게 발열시켜 준다. 필요하지 않는 부위의 발열을 억제함으로써 전동화 차량의 추가 주행거리 확보가 가능해진다. 현대차·기아는 발열시트 외에도 다양한 미래 기술과 연계해 고객에게 새로운 편의를 제공할 계획이다.

'투명 복사 냉각 필름'은 차량의 유리에 부착돼 더운 날씨에도 별도의 에너지 소비 없이 차량 내부의 온도 상승을 낮추는 기술이다. 차량의 글라스에 적용할 수 있을 정도로 양산성을 고려해 대면적화에 성공한 사례는 현대차·기아가 세계 최초다. 자체 시험 결과, 복사냉각 필름을 부착한 차량은 기존 틴팅 필름 적용 차량보다 최대 7℃가량 실내 온도가 낮아졌다.

홍승현 현대차·기아 기초소재연구센터장은 "오늘 공개된 나노 기반 기술들은 현대차그룹 소재 전문가들이 지속적인 노력을 기울인 결과"라며 "나노 소재 기술은 모빌리티 산업 변화를 선도할 중요한 열쇠가 될 것"이라고 강조했다.