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[르포] LG화학 혁신의 산실 대전기술연구원에 가다

  • 송고 2017.04.02 11:14 | 수정 2017.04.02 13:38
  • 윤병효 기자 (ybh4016@ebn.co.kr)

축구장 40배 크기 30만㎡, 대덕단지 내 민간 최대 규모

300개 연구팀 오픈 이노베이션으로 난제 해결 시스템 구축

LG화학 대전 기술연구원 전경 [사진=LG화학]

LG화학 대전 기술연구원 전경 [사진=LG화학]

LG화학은 매년 출입기자를 대상으로 사업 현장에서 CEO 기자간담회를 열고 있다. 기자들에게 직접 현장을 보여줌으로써 이해력을 높이고, 기업 비전과 사업 전략도 발표하고 있다.

올해는 간담회 장소를 대전기술연구원으로 정했다. 그만큼 LG화학은 R&D에 대한 자부심이 넘쳐났다.

지난달 31일 대전 유성구 대덕연구단지에 위치한 LG화학 기술연구원을 찾았다. 밖에서는 잘 안 보여서 안을 가늠할 수 없었는데, 막상 들어와 보니 엄청난 건물에 넓은 호수까지 있어 마치 대학 캠퍼스 같다는 느낌이 들었다.

LG화학의 싱크탱크인 대전 기술연구원은 대덕연구단지 최대의 민간 기업 연구소다. 축구장 40배 크기인 30만㎡(약 8만7000평) 부지의 기술연구원 정문으로 들어가면 넓은 잔디밭과 산책로로 둘러싸인 연못이 시야에 들어온다.

그 옆으로 위치한 지상 4층 규모의 본관동을 시작으로 총 7개의 연구동으로 구성된 기술연구원에서 LG화학 연구개발의 모든 역사가 시작된다.

각각의 연구동은 생명과학연구소, 기초소재연구소, 정보전자소재/재료연구소, 배터리연구소, 중앙연구소 및 분석센터 등으로 분류된다.

현재 이 곳에는 LG화학 전체 R&D 인력인 5300명 중 3800명의 연구원이 근무하고 있다. 1979년 건립 당시 70여명과 비교하면 50배 이상이 증가했다.

박사 구성비는 20%에 육박한다. 국내 민간기업 연구소의 경우 박사급 비중이 약 6~7% 수준에 비하면 높은 수준이다.

R&D 핵심 인력과 함께 전체적인 R&D 투자 금액 또한 지속적으로 증가했다. 설립 당시 최초 투자 금액은 35억원 수준이었지만, LG화학은 올해 R&D에만 사상 최대 금액인 1조원을 투자할 예정이다.

미래 시장 선도를 위해 연간 R&D 투자 금액을 매년 10%이상 늘려 2020년 1조4000억원 수준으로 확대할 방침이다.

LG화학은 현재 국내 1만7000여건, 해외 2만3000여건의 특허 등록 및 출원 실적을 보유하고 있다.

기초소재부문의 경우 국내 최초로 메탈로센계 촉매 기술을 독자 적으로 개발해 고부가 폴리올레핀(PO) 제품인 엘라스토머를(Elastomer)를 상용화하는데 성공했다.

국내 유일한 아크릴산(Acrylic Acid) 제조사로서 성인 및 아동 위생용품과 기저귀 등의 원료인 고흡수성수지(SAP) 시장도 선도하고 있다.

전지부문은 현재까지 GM, 르노, 다임러, 아우디 등 전 세계 30여개 고객사로부터 수백 만대가 넘는 수주 물량을 이미 확보했다. 2차전지 시장에서 확실한 세계 1위의 주도권을 잡은 것으로 평가 받고 있다.

정보전자소재부문은 1990년 중반부터 일본 기업이 장악하고 있던 전자재료 및 부품 시장에서 LCD용 편광필름 독자 개발에 성공하며 시장을 본격 선도했다. LG화학은 지난해 글로벌 편광판 시장에서 25%의 점유율을 기록했다.

생명과학부문은 오랜 기간 동안 축척해온 R&D 역량을 바탕으로 국내 신약 최초로 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받은 항생제 ‘팩티브’와 국내 최초 당뇨 신약인 ‘제미글로’ 등을 개발하며 인류의 건강한 삶을 위한 미래 바이오 제품을 개발하는데 기여하고 있다.

LG화학은 중장기 관점에서 에너지, 물, 바이오를 차세대 신성장 동력으로 선정하고 이 분야에서의 핵심•원천 기술을 집중 연구하고 있다.

에너지분야에서는 혁신전지, 연료전지용 소재, 자동차 경량화 및 고기능화 소재 개발에 적극 나서고 있다. 물 분야에서는 차세대 수처리 기술 개발, 바이오 분야에서는 혁신신약 분야 진출에 주력한다. 이외에도 4차 산업혁명 관련 혁신 기술 및 차세대 신소재 개발에도 집중 투자할 계획이다.

LG화학 전지부문 연구원들이 모형 전기차에서 실험을 하고 있다. [사진=LG화학]

LG화학 전지부문 연구원들이 모형 전기차에서 실험을 하고 있다. [사진=LG화학]

◆180℃에도 타지 않는 2차전지 강화 분리막, 세계 수주 핵심기술

LG화학은 전세계 배터리 메이커 중 유일한 화학기반의 회사로 핵심 소재의 내재화를 통한 안전성, 성능, 원가 경쟁력 등 전기차 배터리가 갖추어야 할 삼박자를 모두 갖추고 있다.

글로벌 시장조사업체인 네비건트 리서치가 2015년 12월 발표한 '전기차 배터리 제조업체 경쟁력 평가'에서 LG화학은 2013년에 이어 2015년에도 세계 1위를 차지했다.

LG화학은 안전성 강화 분리막(SRS-Safety Reinforced Separator) 및 스택 앤 폴딩(Stack & Folding) 제조 기술 등 시장을 선도할 수 있는 세계 유일의 독자적인 기술력을 확보하고 있다.

LG화학이 특허를 획득한 안전성 강화 분리막(SRS) 기술은 양극과 음극간의 내부단락을 방지하기 위해 분리막의 표면을 ‘세라믹 소재’로 얇게 코팅해 안전성과 성능을 대폭 향상시킨 기술이다.

이날 기술연구원 4연구동에서는 LG화학 SRS 기술의 우수성을 입증하는 열수축 실험이 한창이었다.

가열기(hot plate)에 일반 분리막과 LG화학의 SRS 분리막이 적용된 전지를 올려놓고 1분간 180℃에 노출시킨 결과, 일반 분리막은 심하게 수축이 일어났지만, SRS 분리막은 정상 상태를 완벽히 유지했다.

배터리연구소 분리막개발팀 이제안 연구원은 "LG화학이 독자적으로 개발한 SRS 기술은 리튬이온배터리의 안전성을 결정짓는 핵심 기술로 그 동안 당사가 GM, 르노, 볼보, 아우디 등 글로벌 완성차 업체들의 배터리 공급업체로 선정되는 데 결정적 역할을 한 기술"이라고 설명했다.

또한 스택 앤 폴딩은 전극을 쌓고 접는 방식으로 내부 공간활용을 극대화해 최고의 에너지 밀도를 구현하는 LG화학만의 특허 기술로 배터리 제조의 구조적인 측면에서도 경쟁사 대비 우수한 제품 신뢰성 및 성능을 갖춘 것으로 평가 받고 있다.

LG화학의 배터리를 탑재해 전 세계에서 운행 중인 친환경차량은 60만대를 넘어섰지만, 단 한번도 필드 이슈(Field Issue)가 발생하지 않는 등 품질에서도 세계 최고 수준임을 입증하고 있다.

이러한 독자적인 기술력을 바탕으로 LG화학은 지난해 9월 기준 총 30여개의 글로벌 자동차 업체로부터 82개의 프로젝트를 수주하며 누적 수주 금액 36조원을 돌파했다

LG화학은 선제적인 연구개발(R&D)로 가격, 성능, 안전성 측면에서 경쟁 우위를 지속 확보해 3세대 전기차(500km 이상)대형 프로젝트 수주에서도 확실한 1위를 수성해 나간다는 전략이다.

LG화학 생명과학 부문 연구원들이 실험을 하고 있다. [사진=LG화학]

LG화학 생명과학 부문 연구원들이 실험을 하고 있다. [사진=LG화학]

◆신약 개발을 중심으로 미래 바이오 시장 선도

기술연구원 1연구동에는 다양한 의약품 연구개발 실험이 이루어지는 생명과학연구소가 위치해 있다.

생명과학연구소는 1981년 LG화학(구 ㈜럭키)이 당시 민간기업으로서는 국내 처음으로 설립한 럭키 유전공학연구소를 모태로 그 동안 국내 최초로 미국 식품의약국(FDA)의 신약 승인을 획득한 항생제 팩티브 및 국내 최초 당뇨병치료제 제미글로와 뇌수막염 백신 유히브, 첫 국산 미용 성형필러 이브아르 등을 개발하여 의약품 국산화에 앞장서고 있다.

이날 생명과학연구소에서는 합성신약, 백신 및 바이오의약 분야에 대한 연구가 한창 진행되고 있었다.

2층에 위치한 제품연구센터의 한 실험실에는 작은 기계들이 쉴새 없이 많은 알약을 제조하고 있었다.

제품연구센터 제형팀의 윤덕일 연구원은 "생산시설을 축소해놓은 이 공간에서 우리가 만든 의약품이 체내에 효과적으로 또 효율적으로 흡수될 수 있도록 약의 형태 및 크기 등을 결정하는 연구를 한다"고 설명했다.

약효 주성분 및 여러 부형제를 이용하여 타정기에서 제조된 알약들은 다음 단계인 코팅 작업으로 이어지게 된다. 코팅은 타정들이 공기나 외부에 노출되어 그 약효가 떨어지지 않게 알약들을 보호하고 약품에 따라 위나 장에서 분해되어 흡수되는 시간을 조절하는 역할을 한다.

이렇게 다양한 조합들을 통해 제작된 의약품 샘플들은 최종적으로 사람 몸 속과 같은 온도 및 환경을 구현한 용출기에서의 용출 양상 연구를 통해 가장 효율적이고 적합한 스펙을 결정한다.

제형 연구를 마지막으로 기술연구원에서 진행되는 모든 합성신약 연구 프로세스가 완료되며 이후 임상시험과 공장에서의 상업생산 공정 구축 단계에 돌입하게 된다.


◆13만종 합성물질 저장고 '케미컬 라이브러리'

제형연구센터의 실험실과 코팅 작업 투어를 마친 뒤 도착한 곳은 분석센터 지하 1층. 이곳에는 합성신약 연구개발에 있어 소중한 자산들이 모인 공간이 있다.

그 동안 신약개발 후보물질 탐색 단계에서 합성된 수많은 물질들을 보관하고 있는 '케미컬 라이브러리'이다.

합성신약은 무수한 종류의 화학 물질들을 합성하고 실험을 진행하여 우리가 원하는 타겟에 효과를 보이는 물질을 찾는 과정이다. 이를 위해 수천에서 수만 개의 후보 물질들을 바탕으로 다양한 실험을 진행하게 된다.

신약연구센터 김회숙 연구원은 "케미컬 라이브러리는 그 동안 LG화학이 신약개발을 위해 제조했던 물질들을 보관하는 곳인데 이곳은 신약개발에 필요한 시간을 단축시키는 가장 중요한 공간"이라며 "케미컬 라이브러리의 데이터베이스가 많을수록 새로운 물질을 합성할 때 이를 참조하여 시행착오를 줄일 수 있고 이로 인해 개발 기간 또한 현저히 단축된다"고 설명했다.

현재 LG화학이 보유하고 있는 케미컬 라이브러리 데이터베이스는 약 13만종 정도. 이는 신약개발을 진행하는 국내 제약사 중 가장 큰 규모이며 1994년 합성신약 연구를 착수한 이래 지속해서 연구 데이터를 축적하고 있다.

LG화학은 지난해 팜한농(구 동부팜한농)을 인수한 데 이어 올해 1월 LG생명과학을 흡수합병하며 바이오 전 분야에서 신사업을 적극 육성하고 있다.

이를 통해, 바이오 사업을 미래 신성장동력으로 집중 육성, 2025년 매출 5조원대의 글로벌 사업으로 키워나갈 방침이다


◆300개의 연구팀, 오픈 이노베이션으로 성과창출 확대

기술연구원은 크게 5개의 사업분야별 연구소와 기반기술과 미래기술 개발을 담당하는 중앙연구소로 구성돼 있다. 여기에는 약 500여개의 연구과제를 다루는 300개 이상의 연구팀들이 활동하고 있다.

하나의 프로젝트가 생기게 되면 각 연구팀들의 강점에 맞춰 유기적으로 새롭게 가상의 조직(Virtual Team)을 구성한다. 기술연구원 내부에서의 오픈 이노베이션을 통해 세계 시장을 선도할 수 있는 기술이 만들어지고 있는 것이다.

기술연구원은 사내 기술 컨퍼런스 행사인 테크페어(Tech Fair), 프로젝트의 기술적 이슈를 공개적으로 토론하는 아이포럼(i-Forum), 기술적인 난제에 대해 각기 다른 분야의 사내 전문가를 선정해 문제를 해결하는 아이원패드(i-OnePAd) 등 다양한 프로그램을 운영하고 있다.

실제로 i-OnePAd 프로그램을 통해 전지 연구원, 소재 전문가, 기반기술 전문가, 점착 전문가 등 각기 다른 부문의 전문가들이 한자리에 모여 전동공구용 원통형 배터리 개발 과정의 기술적 난제를 해결하는 성과를 거두기도 했다.

LG화학은 추가적인 기술역량 확보 및 내부 오픈 이노베이션과의 시너지 효과를 극대화하기 위해 외부 오픈 이노베이션도 한층 강화한다. 그 일환으로 국내외 대학, 연구기관, 기업 등 다양한 채널과의 네트워크를 더욱 활성화하고 기술협력, 기술도입 등을 적극 추진하고 있다.


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