[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 수소와 산소의 전기화학 반응으로 전기를 생산하는 알칼라인 연료전지에 귀금속 대신 탄소계열 촉매를 개발했다. 또한 가습기 또는 노즐을 이용해 코발트와 질소를 작은 액체방울로 만들고 이를 고온의 전기로를 통과시켜 분말을 얻는 공정인 스프레이 열분해법을 이용해 대량생산이 가능하다. 이처럼 대량생산이 가능해 알칼라인 연료전지의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 보인다. 한국과학기술연구원(KIST) 수소·연료전지연구단 유성종 박사팀은 경희대학교 김진수 교수와의 공동연구를 통해 알칼라인 연료전지에 사용되는 고가의 촉매인 백금을 대체할 수 있는 저가형 촉매를 개발했다고 26일 밝혔다. 공동연구진이 개발한 촉매는 상용 백금 촉매보다 40% 성능이 향상됐다. 이는 유성종 박사팀이 1년전 발표당시보다 10% 성능이 개선된 것이다. 유성종 박사는 "이번 연구가 성능 향상뿐만 아니라 대량 합성 공정에 대해서도 고려했기 때문에 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다. KIST 연구진은 백금을 대체할 촉매로 차세대 촉매로서 꾸준히 보고됐으나, 낮은 생산 수율과 후처리 공정 문제 등 상용화에 어려움을 겪고 있는 금속유기골격체(MOF)를 활용했다. KIST-경희대학교 공동연구진은 스프레이 열분해법을 통해 코발트 및 질소가 도핑된 MOF계 촉매를 개발했다. 스프레이 열분해법은 연속적 공정으로 대량생산이 가능하고 공업용 가습기를 이용해 입자를 만들기 때문에 필요한 구조의 입자를 쉽게 제조할 수 있었다. KIST 유성종 박사는 "이번 연구는 스프레이 열분해법의 도입으로 MOF계열 촉매의 성능 향상뿐만 아니라 MOF재료의 대량생산의 가능성을 가지고 있어 연료전지 산소환원반응 촉매 분야 및 흡착제, 배터리 분야 등 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 기대한다."라고 연구 의의를 밝혔다. 이 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST의 주요사업과 기후변화대응기술개발사업, 글로벌프론티어 멀티스케일에너지시스템연구사업 및 결정기능화공정기술센터(ERC)사업으로 수행됐다. 이번 연구결과는 에너지 환경 분야 국제 저널인 '어플라이드 캐털리시스 B' 최신 호에 게재됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자
2019-11-26 13:01:18국내 연구진들이 알칼라인 연료전지의 저렴한 탄소계 촉매를 개발해 상용화 가능성을 보여줬다. 이 연구를 통해 고효율의 고체알칼리막 연료전지 전극 구조를 개발해 핵심기술을 확보한다면 수급이 불안정한 태양전지발전, 풍력발전 등을 대체할 수 있는 안정적 신재생 에너지 전력공급원으로서 빠르게 부상할 것이라 기대된다. 한국과학기술연구원(KIST) 수소·연료전지연구단 유성종 박사팀은 충남대학교 정남기 교수와 공동연구를 통해 알칼라인 연료전지에 사용되는 고가의 촉매인 백금을 대체할 저가형 탄소계 촉매를 개발했다고 25일 밝혔다. 알칼라인 연료전지는 알칼라인 조건에서 수소와 산소의 화학적 에너지를 전기로 변환하는 에너지 변환 장치로 에너지 발생 단계에서 물만 배출해 친환경적이다. 전지 효율을 결정하는 산소환원반응 속도를 높이기 위해 백금 기반의 합금 나노 입자를 촉매로 사용하지만 내구성이 부족하고 가격이 비싸다는 한계가 있다. 연구진이 이번에 개발한 촉매는 코발트 재질의 코어에 그래핀 구조의 탄소 껍질을 갖는 코어-쉘(Core-Shell) 구조의 촉매로 경제성과 성능, 내구성이 우수하다. 연구진은 코어-쉘 구조를 통해 반응면적을 극대화해 상용 백금 촉매와 비슷한 구조의 전극을 만들어 우수한 연료전지 성능을 구현해 냈다. 연구진은 코발트 금속 상에 그래핀 껍질을 형성할 경우, 산소환원반응에 유리한 그래핀 표면 전자구조를 유도한다는 사실을 실험적으로 밝혀냈고, 분석을 통해 그래핀 표면에서 반응이 발생한다는 사실을 규명했다. 또 실제 연료전지 구동에 핵심인 전극이 기존 탄소계 소재에 비해 3배 이상 얇음에도 불구하고, 상용 백금계 소재와 유사한 연료전지 성능을 나타냈다. 이번 연구가 비백금계 촉매의 상용화 시기를 앞당길 수 있음을 입증했다. KIST 유성종 박사는 "이번 연구는 알칼라인 연료전지의 상용화를 위한 핵심 소재 개발 연구가 활발한 가운데, 명확하지 않았던 산소환원반응이 발생하는 활성점에 대한 규명과 실제 연료전지 구동에 핵심인 전극 구성에 대한 관점을 포함한 새로운 개발 방향에 대한 가능성을 볼 수 있었다."고 연구 의의를 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST 기관고유사업과 기후변화대응기술개발사업, 글로벌프론티어 멀티스케일에너지시스템 연구사업으로 수행됐다. 충남대학교와의 공동 연구로 진행된 이번 연구결과는 세계 최고의 에너지 환경 분야 국제 저널인 'Energy & Environmental Science' 최신호의 표지논문으로 게재됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자
2019-07-25 11:32:02한국에너지기술연구원(곽병성 원장)은 9일 한국에너지기술연구원 본원에서 과기부 수소에너지혁신기술사업의 일환으로 추진되는 ‘알칼라인 수전해 핵심기술개발 연구단’ 포럼 및 착수회의를 개최했다. 알칼라인 수전해 핵심기술개발 연구단은 주관기관인 한국에너지기술연구원을 비롯해 포항공과대학교, 한국기계연구원, 단국대학교, ㈜테크윈 등 산·학·연 27개 기관으로 구성돼있다. 연구단은 4년 동안 총 140억 원의 예산을 바탕으로 재생에너지를 이용한 수전해 수소생산기술 개발을 수행할 예정이며, 부하 변동 대응형 알칼라인 수전해 개발을 통해 수소경제사회 진입을 위한 그린(Green) 수소 공급확대에 기여하는 것을 최종 목표로 잡고 있다. 연구단 과제책임자·연구원을 포함해 관련 산업 종사자 100여명이 참석한 이번 행사에서는 한국에너지기술연구원 신재생에너지연구소 윤재호 소장의 축사, 김창희 연구단장의 연구단 소개를 비롯해 고성능 수전해 스택, 셀, 전극 등의 핵심기술 관련 논의가 활발히 진행됐다. 김창희 알칼라인 수전해 핵심기술개발 연구단장은 “국내 재생에너지의 보급이 확대되면서 재생에너지 연계 수전해 수소 생산 기술이 경제성을 확보하게 될 것이고, 장기적으로는 해외 재생에너지를 활용해 그린수소 산유국으로 도약할 수 있을 것”이라며 “본 연구단은 재생에너지 3020 정책의 효과적인 달성, 기존 국가 전력망의 안정성 확보, 수소 경제 선도국 진입이라는 국가적 과제를 해결하는 데 적극적으로 기여할 방침”이라고 밝혔다. seokjang@fnnews.com 조석장 기자
2019-07-09 15:59:23[파이낸셜뉴스] 현재 재생에너지를 적절하게 조합하면 그린수소 생산단가를 1㎏당 4달러까지 낮출 수 있다는 분석이 나왔다. 이는 현재 그린수소 생산단가가 10달러 수준인 것을 감안하면 절반 이상의 가격으로 낮춘 것이다. 한국에너지기술연구원은 에너지AI·계산과학실 박정호 박사팀이 미래 친환경 수소 생산 기술로 손꼽히는 수전해 기술의 경제성을 분석하고 최적의 운영 방안을 국제 저명 학술지 '에너지 컨버전 앤 매니지먼트(Energy Conversion and Management)'에 발표했다고 6일 밝혔다. 정부가 지난 2021년 수소경제 이행 기본계획을 세우면서 2030년까지 그린수소를 생산량 25만t, 1㎏당 생산단가 3500원을 목표했다. 연구진은 알칼라인 수전해와 양성자교환막(PEM) 수전해의 기술적 차이, 경제성을 비교 분석해 최적의 운영 전략을 제시했다. 특히 알칼라인 수전해의 가동 전력을 안정적으로 공급하기 위해 기존 전력망을 보조 전력으로 이용하는 것이 가장 경제적이라는 것이다. 알칼라인 수전해 장치에 전력이 일정하게 공급되지 않으면 가동과 중단이 반복돼 열화가 발생하고 수명과 효율이 떨어진다. 이를 극복하기 위해서는 에너지 저장 장치(ESS) 등 보조 전원을 활용해 전력을 끊임없이 공급해야 한다. 연구진은 재생 전력을 사용하면서 ESS를 보조 전원으로 활용할 경우 수소 생산 단가가 1㎏당 최대 8.6달러로 분석했다. 반면 기존 화석 연료 발전 중심의 전력망을 통해 보조 전력을 확보하면 6.6달러로 낮아진다. 현재 기준으로 기존 전력망과의 연계가 경제적이지만 환경 문제를 해소하지 못해 장기적으로는 ESS 단가 절감과 바이오매스, 원자력 등 무탄소 연료 발전 비중이 높아져야 한다는 분석이다. 또 다른 기술인 PEM 수전해의 경우 장치에 과부하를 주면 오히려 경제성이 개선된다는 시각을 제시했다. PEM 수전해 장치는 필요 이상으로 전력을 과잉 공급해 수소 생산량을 늘리는 과부하 운전이 가능하기 때문이다. 연구진은 재생에너지 발전량을 늘려 필요 전력의 1.5배를 과잉 공급할 경우 수소 생산 단가를 킬로그램당 5.8달러까지 낮출 수 있을 것으로 내다봤다. 이를 통해 연구진은 재생에너지 발전 비율이 높고 안정적 공급이 가능한 환경에서는 PEM 수전해를, 이외의 환경에서는 알칼라인 수전해와 무탄소 기반의 전력망을 조합하는 것이 가장 이상적이라고 분석했다. 이에 더해 연구진은 우리나라 환경에 맞는 최적의 수전해 수소 생산 조합을 제안했다. 제주도의 기상 데이터를 기반으로 평가한 결과, 향후 수전해 설비 100메가와트(MW)를 기준으로 해상풍력 100메가와트, 태양광 100메가와트를 조합하면 킬로그램당 4달러 수준에서 안정적인 수소 공급이 가능할 것으로 내다봤다. 박정호 박사는 "알칼라인과 PEM 수전해의 기술적 차이를 명확히 분석하고, 에너지 환경에 따른 최적의 설계 및 운영 전략을 제시했다"며, "향후 재생에너지를 활용한 수소 생산 시스템 구축 시, 기술 선택과 투자 방향을 결정하는 데 중요한 참고 자료가 될 것"이라고 말했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자
2025-03-06 09:41:35정부가 기후변화 대응을 위한 연구개발(R&D) 사업에 올해 총 862억원을 투입키로 했다. 수소와 이산화탄소 포집·활용(CCU), 인공지능(AI) 기반 기후예측기술 등 기후변화대응 기술개발에 속도를 낸다. 과학기술정보통신부는 '2025년도 과기정통부 R&D 사업 종합시행계획' 중 기후·환경 R&D 분야에 대해 이달 말부터 신규과제를 추진한다고 8일 밝혔다. 정부는 올해 211억원을 투입해 온실가스 감축을 위한 무탄소 에너지 분야 기술개발과 함께 AI 기반 기후 예측 기술, 글로벌 R&D 플래그십 사업 등을 새롭게 추진한다. 57억원을 투입하는 무탄소 에너지 핵심 기술개발 사업은 태양전지, 연료전지 등 무탄소 발전원을 활용한 에너지 신기술 확보에 무게중심을 두고 있다. 이를 통해 대외 에너지 의존도를 완화하겠다는 계획이다. 차세대 CCU 기술고도화 사업에는 42억원 이상이 투입된다. CCU 기술고도화 사업은 무탄소 에너지와 연계해 진행할 예정이다. AI 기반 미래기후기술개발 원천연구 사업도 새로 계획해 31억원을 지원한다. 이 사업은 AI 등 첨단기술을 활용해 기존 방식으로는 예측·대응이 어렵고, 막대한 피해를 유발할 수 있는 기후재난을 신속·정밀하게 예측하고 피해를 최소화할 수 있는 원천기술을 개발하는 것이 목표다. 이와함께 해외 선도 연구그룹과 수소·CCU 등 탄소중립 핵심기술 분야를 중심으로 협력 연구를 통해 기술적 난제를 해결하고, 글로벌 협력기반을 조성하기 위한 국제공동연구 사업 2건에 각각 40억여원을 지원한다. 과기부는 지난해에 이어 올해도 진행하는 R&D 사업에도 651억원을 투입한다. 대표적으로 차세대 알칼라인 수전해 국산기술개발사업 등이 포함된 그린수소 기술자립 프로젝트에 103억원을 지원한다. 또 수소 넥스트 라운드 사업에 68억원을 배정해 고체산화물 수전해(SOEC) 기술과 음이온 교환 막(AEM) 수전해 기술을 육성키로 했다. 이와함께 미래수소 원천 기술개발에 43억원, 디지털기반 기후변화 예측 및 피해 최소화를 위해 82억원을 지원키로 했다. 탄소자원화 플랫폼 화합물 제조기술 개발에는 85억원, 석유대체 친환경 화학기술 개발에도 92억원을 투입키로 했다. 과기정통부는 지원사업으로 발굴한 기술이 상용화될 수 있도록 민·관 협력에도 드라이브를 건다. 기술개발과 실증연계를 강화하고, 주요 기술분야별 수요기업 협의체 운영 등을 통해 산업수요 맞춤형 기술개발을 추진할 계획이다. 또한, 핵심기술개발과 산업육성이 연계될 수 있도록 제도적 기반 구축과 연계한 기술개발을 추진한다. 지난해 제정된 CCUS 통합법안을 기반으로 CCU 기술·제품 인증과 전문기업 확인 제도 등을 마련해 기술 기반의 신산업 육성을 적극 지원키로 했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자
2025-01-08 17:33:57#OBJECT0# [파이낸셜뉴스] 정부가 기후변화 대응을 위한 연구개발(R&D) 사업에 올해 총 862억원을 투입키로 했다. 수소와 이산화탄소 포집·활용(CCU), 인공지능(AI) 기반 기후예측기술 등 기후변화대응 기술개발에 속도를 낸다. 과학기술정보통신부는 '2025년도 과기정통부 R&D 사업 종합시행계획' 중 기후·환경 R&D 분야에 대해 이달 말부터 신규과제를 추진한다고 8일 밝혔다. 탄소 배출 없이 전기 만든다정부는 올해 211억원을 투입해 온실가스 감축을 위한 무탄소 에너지 분야 기술개발과 함께 AI 기반 기후 예측 기술, 글로벌 R&D 플래그십 사업 등을 새롭게 추진한다. 57억원을 투입하는 무탄소 에너지 핵심 기술개발 사업은 태양전지, 연료전지 등 무탄소 발전원을 활용한 에너지 신기술 확보에 무게중심을 두고 있다. 이를 통해 대외 에너지 의존도를 완화하겠다는 계획이다. 차세대 CCU 기술고도화 사업에는 42억원 이상이 투입된다. CCU 기술고도화 사업은 무탄소 에너지와 연계해 진행할 예정이다. AI 기반 미래기후기술개발 원천연구 사업도 새로 계획해 31억원을 지원한다. 이 사업은 AI 등 첨단기술을 활용해 기존 방식으로는 예측·대응이 어렵고, 막대한 피해를 유발할 수 있는 기후재난을 신속·정밀하게 예측하고 피해를 최소화할 수 있는 원천기술을 개발하는 것이 목표다. 이와함께 해외 선도 연구그룹과 수소·CCU 등 탄소중립 핵심기술 분야를 중심으로 협력 연구를 통해 기술적 난제를 해결하고, 글로벌 협력기반을 조성하기 위한 국제공동연구 사업 2건에 각각 40억여원을 지원한다. 수(水)전해 기술개발에 박차과기부는 지난해에 이어 올해도 진행하는 R&D 사업에도 651억원을 투입한다. 대표적으로 차세대 알칼라인 수전해 국산기술개발사업 등이 포함된 그린수소 기술자립 프로젝트에 103억원을 지원한다. 또 수소 넥스트 라운드 사업에 68억원을 배정해 고체산화물 수전해(SOEC) 기술과 음이온 교환 막(AEM) 수전해 기술을 육성키로 했다. 이와함께 미래수소 원천 기술개발에 43억원, 디지털기반 기후변화 예측 및 피해 최소화를 위해 82억원을 지원키로 했다. 탄소자원화 플랫폼 화합물 제조기술 개발에는 85억원, 석유대체 친환경 화학기술 개발에도 92억원을 투입키로 했다. R&D에서 사업화로 연결과기정통부는 지원사업으로 발굴한 기술이 상용화될 수 있도록 민·관 협력에도 드라이브를 건다. 기술개발과 실증연계를 강화하고, 주요 기술분야별 수요기업 협의체 운영 등을 통해 산업수요 맞춤형 기술개발을 추진할 계획이다. 또한, 핵심기술개발과 산업육성이 연계될 수 있도록 제도적 기반 구축과 연계한 기술개발을 추진한다. 지난해 제정된 CCUS 통합법안을 기반으로 CCU 기술·제품 인증과 전문기업 확인 제도 등을 마련해 기술 기반의 신산업 육성을 적극 지원키로 했다. 이와함께, 대형 신규 R&D 사업기획을 통한 기후변화대응 기술개발 예산 확대를 지속 추진한다. 학회, 출연연구기관, 기업 등과의 개방형 상시 R&D 사업기획 플랫폼 구축 추진 등을 통해 기존사업의 일몰, 종료 등으로 인한 예산 공백 문제를 해소할 계획이다. monarch@fnnews.com 김만기 기자
2025-01-08 10:02:22‘탄소중립과 수소경제를 대비해 2300조원의 혜택을 누릴 것인가, 932조원의 손해를 입을 것인가.' 기술패권 경쟁에서 우리나라가 기후변화에 대비한 연구개발(R&D)을 집중해야 하는 이유다. 전 세계가 기후변화로 극단적인 가뭄과 홍수를 겪으면서 유럽연합(EU)과 미국을 중심으로 탄소중립 관련 정책과 R&D에 힘쓰고 있다. 정부도 탄소중립녹색성장위원회에서 지난해 탄소중립 국가기본계획을 세워 탄소중립을 실현하고 수소경제로 전환하기 위한 R&D에 집중하고 있다. 이에 3회에 걸쳐 수소생산 기술, 탄소 포집·활용·저장 기술(CCUS), 산업현장의 탄소저감 기술 적용 등을 소개한다. 정부가 오는 2030년 국가 온실가스 감축목표(NDC)를 달성하고 탄소중립 경제 전환을 준비하고 있는 가운데 한국에너지기술연구원에서는 2700조원대 수소시장을 선점할 수소생산 연구개발(R&D)이 한창이다. 단기적으로 천연가스에서 수소를 뽑아내는 그레이·블루 수소 기술과 중장기적으로 이산화탄소 배출 없이 물을 분해해 수소를 만드는 그린 수소 기술까지 국산화에 박차를 가하고 있다. ■에너지산업 수소로 이동 에너지기술연구원은 1일 "국내 수소생산 기술 수준이 선진국 대비 75% 수준이지만 이는 단순 산업 경쟁력 뿐만아니라 에너지 안보와 직결되는 문제"라며 "글로벌 수소시장에서 살아남기 위해서는 기술의 국산화는 필수"라고 강조했다. 세계의 에너지산업 패러다임이 변화하고 있다. 세계 각국에서는 석유, 석탄과 같은 화석연료에서 탄소 배출이 없는 청정수소로 전환을 준비하고 있다. 한국딜로이트그룹은 '한국경제 터닝포인트' 보고서를 통해 우리나라가 적극적인 대응으로 탄소중립을 달성할 경우 향후 50년간 2300조원의 경제적 혜택을 누릴 수 있을 것으로 전망했다. 반면, 현재의 기후변화를 방치할 경우 935조원의 손실이 불가피하다. 미국은 이를 대비해 지난해 6월 청정 수소 전략 및 로드맵을 수립했다. 청정수소의 생산, 처리, 운송, 저장 및 사용등 전 단계의 가치사슬을 촉진하기 위한 포괄적 프레임워크 구축한 것이다. 또 독일은 국가수소전략을 수정해 수전해 목표 용량을 5GW에서 10GW로 2배 상향했다. 영국도 2025년까지 최대 1GW의 전해조 수소의 운영, 건설을 목표로 하고 있다. ■그레이 수소부터 그린 수소까지 정부는 2025년까지 수소경제 초기 시장을 형성하고자 부생 수소와 천연 가스 개질 수소를 활용한 생산량 및 공급량을 늘릴 계획이다. 이후 단가를 낮추고 이산화탄소 배출이 없는 수전해를 통한 그린수소로 전환한다. 국제에너지기구(IEA)의 글로벌 수소 리뷰에 따르면, 2030년까지 연간 저탄소 수소 생산량은 2023년보다 30배 증가한 3800만t으로 추정되며, 이 중 수전해를 통한 수소 생산은 약 2700만t으로 전망된다. 또 탄소 포집·활용·저장(CCUS) 기술을 적용해 생산한 수소는 약 1000만t으로 내다봤다. 에너지기술연구원은 이를 위해 천연가스 수증기 개질 기술과 알칼라인 전해액 수전해, 세라믹전해질을 이용한 고온수전해 등의 기술을 개발하고 기술이전과 성능 향상을 진행중이다. 천연가스에서 수소를 뽑아내는 기술은 현재 전세계 수소생산의 96%를 차지한다. 에너지기술연구원 김우현 박사팀은 관련 설비 단가를 낮추고 자동화된 기술을 개발했다. 하루 500~643㎏를 생산하는 실증설비를 통해 성능을 인정받아 관련기업에 120억원의 기술이전을 했다. CCUS 기술을 활용하는 블루수소 생산기술도 개발했다. 윤형진 박사는 천연가스 활용 수소플랜트 설계기술과 접목하면 연 100만t 규모의 이산화탄소 포집 실증 및 1t당 30달러 이하의 낮은 포집 비용으로도 블루수소 생산이 가능할 것으로 내다봤다. 수소연구단 김민중 박사팀은 최근 ㎿급 상용 수전해 장치 개발의 기반이 될 250㎾급 수전해 스택 설계 기술과 전극 기술을 개발해 관련 기업들에 기술을 이전했다. 아울러 에너지기술연구원은 고온 수증기를 전기분해하는 방식의 세라믹전해질을 이용한 8㎾급 고온수전해 스택을 개발했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자
2024-05-01 18:25:07[파이낸셜뉴스] 부방이 29일 코스닥시장에서 장중 오름세를 보이고 있다. 이 회사 계열사인 테크로스가 그린수소 대량생산을 위한 알칼라인 수전해 장치 상용화를 추진한다고 알려지면서 영향을 받은 것으로 풀이된다. 이날 오후 1시 44분 현재 부방은 전 거래일 대비 4.18% 오른 2615원에 거래되고 있다. 한국에너지기술연구원은 지난 26일 테크로스와 그린수소 생산기술의 사업화와 기술협력 강화를 위한 기술이전 계약 및 업무협약 체결식을 개최했다. 테크로스에 이전된 기술은 재생에너지와 연계된 수전해 확장형 모듈 스택 핵심 기술로 알려졌다. 수전해는 물을 전기분해해 수소와 산소를 생성하는 기술이다. 수소 생성을 위한 전력을 재생에너지로 충당해 생성 과정에서 이산화탄소가 발생하지 않는 대표적인 그린수소 생산 기술로 꼽힌다. 이번 기술이전은 MW급 상용 수전해 장치의 발판인 250kW급 수전해 스택 모듈 기술을 중심으로 이뤄졌다. 수전해 스택 스케일업을 위한 구조 설계와 제작, 부하변동 내구성 향상 전극 제작 및 평가, 고효율 확산층 설계 및 제작에 관한 핵심 노하우를 포함하고 있다. 이 기술을 활용하면 수소 생산 효율을 기존 국내 기술 대비 6% 이상 향상시킬 수 있어 해외 선도 기업과의 경쟁이 가능해질 것으로 기대된다. 또 부하변동 대응 운전에 대한 내구성도 높다. 이에 따라 재생에너지와 연계한 운전 범위도 기존 기술 대비 20% 이상 향상시킬 수 있다. 테크로스는 글로벌 1위 선박평형수 처리 장치 제조업체이자 국내 대표적 전기분해조 전문기업이다. 전기분해 원천기술과 한국에너지기술연구원에서 이전받은 기술을 활용해 그린수소 분야에 대한 연구개발과 사업 확장을 추진할 것으로 기대된다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자
2024-01-29 13:44:27【파이낸셜뉴스 무안=황태종 기자】김영록 전남도지사가 26일 수전해 소재 연구개발 현장 점검차 여수 LG화학 공장을 방문한 한덕수 국무총리에게 지역 수소 산업 육성을 위한 여수·광양 수소배관망 구축 사업의 예비타당성조사 사업 선정 등 지역 현안을 건의했다. 전남도에 따르면 한덕수 총리는 지난 4월 국가 탄소중립 녹색성장 기본계획 발표 이후 탄소중립 이행 정책현장 점검을 위해 이날 여수 LG화학의 전기분해 공장 및 수전해 소재 연구개발 현장을 방문했다. 현장에는 김영록 지사, 강경성 산업통상자원부 2차관, 이정원 국무조정실 국무2차장, 주대영 탄소중립녹색성장위원회 사무차장 등이 함께했다. 김 지사는 이 자리에서 "전남은 광양만권의 우수한 철강·석유화학 산단과 국내 최대 재생에너지 잠재량·설비량을 보유한 수소 산업 육성의 최적지"라며 여수·광양 수소배관망 구축 사업 예타 선정을 건의했다. 또 △그린수소 에너지섬 조성 사업 예타 선정 △여수·광양 일원에 미래 첨단소재 국가산단 추가 지정 △국가가 중심이 되고 지역이 참여하는 '남해안 종합개발청' 설립 등 지역 현안의 긍정적 검토를 요청했다. 한편 여수 LG화학 공장은 알칼라인 수전해 기술과 유사한 클로르 알칼리 공정을 통해 염소와 가성소다 생산 설비를 지난 1996년부터 운영하며 축적된 설비 운영 경험을 바탕으로 2015년부터 수전해 소재 기술 개발을 시작했다. 현재 다수의 기업과 함께 알칼라인 수전해 시스템 개발 국책 과제에 참여 중이며, 오는 2026년까지 0.5MW급 알칼라인 수전해시스템 실증을 진행할 계획이다. 기존 수소 생산은 주로 화석연료에서 추출해 탄소(온실가스)가 배출됨에 따라 탄소중립에 필요한 청정수소 생산을 위해선 재생에너지 등 전기로 물을 분해해 수소를 제조하는 수전해 생산 기술 확보가 필요하다. 수소는 에너지 공급망 위기 대응과 온실가스 감축에 효과적 핵심 에너지원으로, 세계 주요국의 청정 수소 산업 발전을 위한 경쟁이 가속화되고 있다. 전 세계 수전해 설비 규모는 2030년 850GW, 2050년 3천600GW 규모의 거대시장이 될 것으로 추산된다. 이에 따라 정부는 지난해 11월 수소경제 정책방향 3대 전략(청정수소 생태계 확장, 제도적 기반 마련, 세계 1등 수소산업 육성)을 발표했다. 또 세계 1등 수소산업 육성을 위한 7대 전략 분야(수전해, 액화수소 운송선, 트레일러, 충전소, 연료전지 모빌리티, 연료전지 발전), 수소터빈)의 첫 번째로 수소 생산에 필요한 수전해 기술을 제시했다. 한 총리는 이날 공장 시찰 후 산업부, 전남도, LG화학, SK E&S, 두산퓨얼셀, 한화솔루션, 테크로스, 화학연구원 등이 참석하는 간담회를 열고 정부·지자체의 정책지원 현황 및 업계 관계자의 애로사항을 논의했다. 산업부는 기업의 손실 우려(리스크)가 큰 대규모 연구개발(R&D) 사업은 정부 주도로 추진해 핵심 기반기술 확보에 주력하고 수소 산업 생태계 조성 지원 및 수소 산업 규제를 지속해서 모니터링해 개선할 계획이다. 한 총리는 "탄소중립 실현 과정에서 국내 경제가 발전하는 녹색성장이 함께 이뤄져야 한다"면서 "경제주체인 기업이 도전정신으로 수소산업 핵심기술 확보와 경쟁력 향상에 역량을 집중해 세계시장을 선도해달라"라고 당부했다. 이어 "정부 정책과 기업의 기술혁신 노력을 긴밀히 연계하는 등 세계 1등 수소 산업 육성에 아낌없이 지원하겠다"라고 덧붙였다. hwangtae@fnnews.com 황태종 기자
2023-07-26 17:28:36[파이낸셜뉴스] 한국에너지기술연구원 수소연구단 조현석 박사팀이 전기로 물에서 수소를 뽑아내는 수전해장치의 분리막을 세계 최고 수준의 고성능, 고안정성으로 개발했다. 이 분리막은 음극에서 양극으로 이온을 잘 넘겨주면서도 수소와 산소 가스가 섞이지 않게 해주는 부품이다. 연구진인 개발한 분리막은 해외 상용제품보다 수소 생산 밀도가 3배 이상 향상됐으며, 만들어진 가스가 섞이지 않게 해 폭발 위험까지 낮췄다. 에너지기술연구원은 연구진이 개발한 알칼라인 수전해 분리막과 수전해장치 평가 기술을 GS건설에 기술이전했다고 4일 밝혔다. 조현석 박사는 "이번에 개발한 분리막 기술은 수전해 기술의 상용화와 경쟁력 확보를 위해 국산화 한 것"이며 "수전해 성능 평가 플랫폼 기술은 기술적 지원을 더해 수요기업의 그린 수소 생산 시스템 구축을 촉진하는 계기가 될 것"이라고 말했다. 현재 연구진은 수전해 분리막 면적을 900㎠으로 키워 30㎾급 알칼라인 수전해 스택에 적용해 평가 플랫폼에서 검증하고 있다. 또 수요 기업과 연계해 2025년까지 ㎿급 상용 수전해 장치를 위한 ㎡ 면적의 스케일-업 기술 개발도 진행 중이다. 알칼라인 수전해 기술은 알칼라인 용액의 물을 분해해 수소를 만든다. 다른 기술보다 저가의 부품을 사용하고 내구성이 좋아 대용량 장치를 만들기에 적합하다. 하지만 기존에 만들어진 분리막은 세라믹 입자 분포가 불균일하고, 물과 가스는 차단하면서 이온만 통과시키는 미세한 구멍이 촘촘하지 않아 이온이 넘어가는 속도가 느리고 수소와 산소를 완전하게 차단할 수 없다. 연구진이 개발한 분리막은 40나노미터 크기의 미세한 구멍이 촘촘하게 만들어져 있으며, 이 구멍 주변에 물과 잘 섞이는 세라믹 입자들을 조밀하고 균일하게 분포돼 있다. 그결과 수소와 산소가 섞이는 것을 막으면서 이온이 잘 통과했다. 현재 만들어져 있는 수전해장치는 0.4A/㎠ 이하의 전류밀도에서 고위발열량 기준 80% 미만의 효율을 보인다. 새로 개발한 분리막으로 만든 수전해장치는 전류밀도를 3배 높인 1.2A/㎠ 이상에서도 80% 이상의 높은 효율로 수소를 만들어냈다. 조현석 박사는 "수전해장치의 전기를 태양광이나 풍력 등의 재생에너지를 사용하면 전 과정에서 이산화탄소가 배출되지 않으면서 친환경적인 그린 수소를 생산할 수 있다"고 설명했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자
2023-04-04 10:31:31