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산업용 레이저·로봇·공장자동화 기업 케이로드로보틱스가 고출력 레이저로 산업용 전기로의 에너지 소모를 절반으로 줄이는 신기술 개발에 나선다. 기존 인조흑연 흑연화 공정 표준인 ‘아체손식 배치 전기로’를 대체하는 ‘레이저 연속식 전기로’ 개발에 나선 것이다.

15일 케이로드로보틱스는 KAIST·한국기계연구원·UNIST·한국화학융합시험연구원 등 7개 산학연 기관과 ‘이차전지 음극재용 인조흑연 생산 에너지 저감 고효율 연속 전기로 시스템 개발’ 과제 수행을 위한 협약을 맺었다고 밝혔다.

케이로드로보틱스는 한국에너지기술평가원이 주관하는 2026년도 에너지수요관리핵심기술개발사업·에너지효율혁신기술개발사업의 주관연구개발기관에 선정돼 이번 사업을 추진한다. 총 연구 개발비는 167억1700만원(정부출연금 120억원), 연구 기간은 2028년 12월까지다. 국내 대표 배터리 소재기업 포스코퓨처엠이 수요기업으로 참여해 2029년 1만톤급 양산 라인 적용을 목표로 실증과 상용화까지 연계한다.

현재 국내에서 생산하는 이차전지 음극재용 인조흑연은 100년 전 개발된 ‘아체손식 배치 전기로’ 방식으로 생산된다. 거대한 노(爐) 내부 전체를 3000℃ 안팎까지 통째로 가열하는 방식이다.

정작 흑연화에 필요한 것은 코크스 원료 자체의 가열인데, 노 벽체·단열재·주변 공기까지 모두 함께 데우다 보니 투입 전력의 상당 부분이 버려지는 열로 빠져나간다. 이렇다 보니 한 번 가열하고 냉각하는데 72시간이 걸리고, 톤당 1만2000kWh라는 전력을 소비한다. 이는 국내 4인 가구 약 300가구가 한 달간 쓰는 전력량에 맞먹는 수준이다.

케이로드로보틱스가 개발하는 ‘레이저 연속식 전기로’는 고출력 레이저로 컨베이어 위를 흐르는 원료의 필요한 지점만 정밀하게 선택 가열하는 방식이다. 여기에 승온·냉각을 반복하지 않는 연속식 흐름 공정을 결합한다. 이를 통해 기존 배치식 대비 톤당 전력소비를 절반으로 낮추고 생산속도는 2배 이상 끌어올린다는 계획이다.

신인승 케이로드로보틱스 대표는 “레이저로 필요한 부분만 정밀 가열하는 우리 기술은 인조흑연뿐 아니라 양극재·제철 등 고온 산업 전반에 적용 가능한 플랫폼 기술이다”라며 “국내 산업용 전기로 시장 전반에 확산되면 연 수조 원대의 전력비를 줄이고 한국 제조업이 다시 글로벌 경쟁력을 회복하는 출발점이 될 것”이라고 말했다.

케이로드로보틱스 2004년 울산에서 설립된 산업용 로봇제조 회사다. 용접로봇과 고중량 이송로봇, 이차전지 등 공장자동화 분야에서 70여 건의 특허를 보유했다.