[파이낸셜뉴스] 한국과학기술연구원(KIST) 수소·연료전지연구단 이소영·남석우 박사팀이 한국에너지공과대 김형준 교수팀과 함께 수소차에 쓰이는 연료전지보다 3배 높은 고온에서도 작동하는 연료전지 기술을 개발했다. 이 기술은 연료전지 시스템의 크기를 줄이고 에너지밀도를 높일 수 있어 자동차는 물론 무인항공기 등 다양한 모빌리티 분야에 적용할 수 있다. 30일 KIST에 따르면, 연구진은 250도 이상의 고온에서 작동할 수 있는 연료전지 전해질막과 막전극접합체(MEA)를 개발했다. 이 부품으로 연료전지 셀을 만들어 테스트한 결과, 250도에서 최대 출력 밀도가 세계 최고 수준인 2.35 W/㎠를 달성했다. 또 80~160도 사이의 다양한 온도 조건에서 성능을 테스한 결과, 기존 연료전지보다 10배 이상인 5000시간 이상의 장시간 운전이 가능했다. 뿐만아니라 160~240도 구간에서는 500시간 이상 가동해도 성능 저하 없이 장시간 운전할 수 있었다. 남석우 박사는 "이 기술은 해외 선진국들의 성과를 넘는 혁신적 성과"라며, "미래 에너지의 핵심이 될 수소연료전지 분야에서 글로벌 패권을 선도할 것"이라고 말했다. 또한 김형준 교수는 "이 시스템은 중대형 상용차, 도심 항공 모빌리티(UAM), 잠수함 등에 적용해 친환경 모빌리티 생태계 조성을 앞당길 것"이라고 말했다. 공동연구진은 KIST의 세륨포스페이트 자가조립 기술과 에너지공과대의 파라-폴리벤지이미다졸(p-PBI) 합성 기술을 사용한 새로운 합성법으로 전해질막을 만들었다. 전해질막은 수소의 전자는 걸러내 막고 수소이온만 이동하게 해준다. 연구진이 새로 만든 전해질막은 150도에서 최대 300도까지 전기화학적 성능과 내구성을 유지했다. 또 자가조립형 세륨포스페이트 파라-폴리벤지이미다졸 고분자 전해질막을 설계해 전기를 생산해내는 막전극접합체(MEA)를 만들었다. 그 결과, 250도에서도 연료전지의 에너지밀도에 영향을 미치는 수소 이온의 높은 이온전도성을 안정적으로 유지할 수 있었다. 이 막전극접합체는 200도 이상에서 작동 시, 고순도 수소가 아닌 메탄올과 수소저장유기물(LOHC)를 직접 연료전지에 공급할 수 있다. 연구진은 "이 때문에 효율이 높아지고, 가솔린 등의 연료 인프라를 그대로 활용 활용할 수 앴다는 장점까지 확보돼 높은 경제성과 지속성을 제공할 수 있다"고 설명했다. 한편, 연구진은 이번에 개발한 연료전지 기술을 국제 학술지 '네이처 에너지(Nature Energy)'에 발표했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

【 광저우=이석우 특파원】 광저우 바이윈 공항에서 도시순환고속도로를 타고 50여분쯤 차를 달리면 현대차의 해외 첫 수소연료전지 생산법인인 '에이치투(HTWO)' 공장이 나온다. 중국에서는 '현대자동차 수소연료전지시스템 유한공사'로 불린다. 현대차가 구축한 수소 밸류체인 브랜드로, 광저우 생산법인은 해외에서 세워진 첫 수소연료전지 생산기지이다. 20만㎡ 부지에 연 6500대의 수소상용차에 쓰일 분량의 연료전지시스템 생산이 가능하다. 지난해 수소트럭 100대분에 들어가는 수소연료전지를 생산, 광저우시와 산하 국유기업에 팔았다. HTWO의 수소연료전지시스템이 탑재된 4.5t 트럭 100대는 광저우 일대에서 환경미화용 등으로 쓰이고 있다. 올 들어서도 HTWO는 수소차 500여대 분량의 수소연료전지를 판매하는 등 연말까지 1000대 이상 수소상용차의 중국 시장 판매를 겨냥하고 있다. 급성장하는 중국 수소차 시장의 초기 선점 경쟁에 한발 먼저 내디딘 셈이다. HTWO의 오승찬 법인장은 "중국 정부의 수소산업 육성전략을 활용해 본격화된 수소차 경쟁에서 시장 선점과 1위 고수를 위해 전력을 다하고 있다"고 말했다. 이날 생산공장에서는 한국에서 만들어 보내온 전기발생장치 MEA를 분리판과 결합, 수소동력장치인 EGA를 만드는 작업이 한창이었다. "200여장을 쌓아서 만든 서브 스택 두 개를 연결해 EGA 하나를 만든다"고 오 법인장은 설명했다. 이 동력장치는 '넥쏘' 등에 탑재하는 90㎾급 연료전지시스템의 동력원과 같은 수준의 에너지를 일으켰다. 수소와 산소가 주입되고, 동력을 제대로 발생시키는지를 확인하는 과정인 '스택 활성화' 시험도 이어지고 있었다. 4.5t 규모 트럭 한 대를 움직일 수 있는 동력을 내는 수소연료전지 동력 시스템의 무게는 180㎏가량이다. HTWO 측은 내년에도 광둥성과 광저우시 산하 국유기업에 트럭 등 수소전기상용차 1500~2000대분의 수소연료전지시스템 판매를 목표로 삼고 있다. 수소차는 5분만 충전하면 4.5t 수소트럭에 가득 짐을 싣고 650㎞까지 달릴 수 있었다. 영하 30도에서도 운전에 무리가 없다는 장점도 있었다. 기존 차량보다 비싼 것이 단점이지만 중국 당국의 보조금이 활성화의 마중물이 됐다. 광둥성 정부는 수소트럭 한 대당 60만위안(1억1619만원)의 보조금을 주고 있었다. 수소트럭 대당 제조원가는 120만위안(2억2500만원)가량이다. 중국은 이미 7300대의 수소차가 다니고 있는 세계 1위 수소차 시장이 됐다. 도요타도 뒤질세라 지난 8월 베이징 경제개발구인 다싱 지역에 연 1만대 생산 규모의 공장을 준공하고 양산 체제에 들어갔다. 글로벌 수소차 분야에서 1~2위를 다투는 현대와 도요타가 중국 시장을 둘러싼 시장선점 경쟁을 본격화한 것이다. 생산공정은 90% 넘게 자동화로 진행되고 있었다. 40여명의 생산관리 담당자는 공정 진행 여부를 모니터 등을 통해 체크할 뿐이었다. 전 직원 190여명에 한국인 40명을 제외한 150여명은 중국 현지 직원이었다. 중국은 2035년까지 상용차 중심으로 수소차를 100만대 이상 보급하겠다는 계획을 추진 중이다. 글로벌 투자기관들은 중국 수소산업 시장 규모가 10년 내 100배 이상 성장할 것으로 예측하고 있다. june@fnnews.com

대우건설은 안산단원 1단계 연료전지 발전사업의 첫 삽을 뜨기 위해 프로젝트 금융조달 협약을 체결했다고 10일 밝혔다. 경기 안산시 단원구에 위치한 안산단원 1단계 연료전지 발전사업은 청정수소 생태계 조성 정책 일환으로 추진되는 사업이다. 약 1050억원 규모로 대우건설이 입지발굴부터 금융조달 및 운영까지 사업개발 전 단계를 주관한다. 오는 10월 착공을 목표로 하고 있으며, 공사기간은 약 18개월이다. 안산단원 1단계 연료전지 사업은 오는 2026년 준공 후 20년간 운영된다. 안산시 4만가구가 1년 동안 사용할 수 있는 전기와 2000가구가 1년 동안 사용할 수 있는 열을 생산한다. 또 약 1만4740t의 이산화탄소 감축 효과도 기대할 수 있다. 대우건설 관계자는 "사업 전 단계를 주관하며 이를 기반으로 자체개발 역량을 강화해 에너지 디벨로퍼의 입지를 강화할 수 있도록 최선의 노력을 다 할 것"이라고 밝혔다. 이종배 기자

[파이낸셜뉴스] 대우건설은 안산단원 1단계 연료전지 발전사업의 첫 삽을 뜨기 위해 프로젝트 금융조달 협약을 체결했다고 10일 밝혔다. 경기 안산시 단원구에 위치한 안산단원 1단계 연료전지 발전사업은 청정수소 생태계 조성 정책 일환으로 추진되는 사업이다. 약 1050억원 규모로 대우건설이 입지발굴부터 금융조달 및 운영까지 사업개발 전 단계를 주관한다. 오는 10월 착공을 목표로 하고 있으며, 공사기간은 약 18개월이다. 안산단원 1단계 연료전지 사업은 오는 2026년 준공 후 20년간 운영된다. 안산시 4만가구가 1년 동안 사용할 수 있는 전기와 2000가구가 1년 동안 사용할 수 있는 열을 생산한다. 또 약 1만4740t의 이산화탄소 감축 효과도 기대할 수 있다. 대우건설 관계자는 "사업 전 단계를 주관하며 이를 기반으로 자체개발 역량을 강화해 에너지 디벨로퍼의 입지를 강화할 수 있도록 최선의 노력을 다 할 것"이라고 밝혔다. ljb@fnnews.com 이종배 기자

[파이낸셜뉴스] 코오롱그룹이 경기도 일산 킨텍스에서 개최되는 국내 최대 수소산업 국제 컨퍼런스인 H2 MEET 2024에 참가한다고 25일 밝혔다. 코오롱그룹은 개최 첫 해인 2020년부터 참가해 올해도 국내 수소산업의 중추기업으로 독보적인 첨단 수소산업 기술력을 선보인다. 코오롱그룹은 현재 수소 생산과 수송, 활용 등 수소산업분야 전반에 공급망 구축을 목표로 미래 전략을 실행해 나가고 있다. 국내 최고 수준의 전해질 분리막 기술과 국내 1위의 풍력발전사업 인프라를 바탕으로 그린수소를 생산하는 동시에 수소연료전지차의 심장인 연료전지의 수분제어장치를 국내 최초로 개발해 공급했다. 이를 바탕으로 2047년까지 탄소배출 제로인 넷 제로 2047 달성을 실현한다는 계획이다. 코오롱그룹의 수소사업분야의 핵심역할을 맡고 있는 코오롱인더스트리는 수소연료전지 자동차의 핵심 소재인 PEM1과 MEA2 및 수분제어장치3 등 수소모빌리티 산업분야 중심의 경쟁력을 선보인다. 지난 1989년부터 분리막으로 불리는 '멤브레인' 연구를 시작해 2006년 국내 최초로 수소차의 핵심 부품인 수분제어장치를 개발, 현대자동차에 공급 중이며, 2020년부터는 수소차용 연료전지 핵심소재인 고분자 전해질막(PEM)을 양산하고 막전극접합체(MEA) 생산 기반을 마련했다. 코오롱인더스트리는 앞으로 수전해 소재 기술을 더욱 발전시켜 그린 수소 생산 소재로 사업 영역을 확대할 계획이다. 뿐만 아니라 과불화화합물(PFAS) 규제에 대응하기 위해 탄화수소계 PEM 개발에 착수, 수전해 분야에서의 선제적인 사업화 추진을 모색하고 있다. 코오롱ENP는 소음기하우징, 히터하우징, 막가습기하우징, 이온필터 하우징 등의 수소차 부품소재를 전시한다. 치수안정성, 지이온용출 특성, 가스저감 특성을 지닌 소재들을 통해 수소연료전지와 관련한 부품들이 제 기능을 수행할 수 있게끔 최적화된 어플리케이션을 제시한다. 코오롱스페이스웍스도 이번 전시에서 자체 개발한 탄소섬유 중간재 ‘토우프레그 '와 수소연료탱크 제품을 전시한다. 토우프레그는 강도가 뛰어난 탄소섬유에 에폭시 수지를 함침시켜 만든 소재로 금속이나 플라스틱 연료탱크의 겉면에 감는 드라이 와인딩 방식으로 제작해 연료탱크의 강도를 획기적으로 개선한다. 코오롱스페이스웍스의 기술을 바탕으로 개발한 토우프레그 및 수소연료탱크는 자동차, 선박, 미사일 연소관, 우주발사체 등 다양한 분야에 적용할 수 있으며 경량성과 내구성이 뛰어나다. 코오롱그룹은 이를 바탕으로 수소 생산에서 운송·저장, 발전 사업에 이르는 전 분야를 아우르는 H2 플랫폼을 구축해 나갈 예정이다.  yon@fnnews.com 홍요은 기자

SK에코플랜트가 국내 강소기업과 협력해 고체산화물연료전지(SOFC) 핵심부품 국산화에 성공했다. SK에코플랜트, 한국수력원자력, 블룸에너지, 블룸SK퓨얼셀 등 4개 사는 4일 부산 벡스코에서 열린 '2024 대한민국 에너지대전'에서 SOFC 핵심 부품 중 하나인 전해질의 원재료와 파우더 국산화에 성공했다고 밝혔다. 전해질은 양극재, 음극재와 함께 연료전지 핵심 부품인 셀을 구성하는 소재 중 하나다. 셀에서 수소와 산소가 결합하면 화학반응이 일어나면서 이온이 발생하는데, 전해질이 이 이온의 이동을 도와 전기를 생산할 수 있게 한다. SOFC 전력 생산 효율에도 직접적인 영향을 미친다. 이번 기술개발은 강소기업과 함께 이룬 성과다. 앞서 4개사는 업무협약을 체결하고 SOFC 핵심 부품의 국산화 및 국내 생산을 위해 뛰어난 제조 역량을 갖춘 국내 강소기업들을 육성해 왔다. 4개사와 함께 광물기반 신소재 개발 관련 강소기업인 KV머티리얼즈는 전해질 원재료와 원재료를 전해질로 제조하기 전 중간 형태의 분말인 파우더의 국산화에 성공했다. 전해질 원재료는 전해질을 제조하는 데 필요한 기본 원료로, 이를 기반으로 전해질 제조 전 중간형태의 분말인 파우더를 만든다. KV머티리얼즈는 블룸에너지와 긴밀한 협력으로 파우더의 순도 및 품질 수준을 달성, 해외 수출에도 성공했다. 전해질 완성품 및 기판(지지체) 국산화도 눈앞이다. 소재 부품 전문기업 아모센스는 KV머티리얼즈가 개발한 원재료 및 파우더를 이용한 전해질 기판 제작 및 평가에 돌입했다. 이르면 내년 상반기 국산화 완료가 예상된다. 고효율 공기공급장치 전문기업 티앤이코리아는 SOFC 시스템 내부의 온도를 조절해 과열이나 손상을 막는 산소공급 송풍장치 국산화를 완료, 수출 계약을 앞두고 있다. 김정훈 SK에코플랜트 솔루션 BU 대표는 "SOFC 부품 국산화를 통해 국내 협력사의 기술향상은 물론 수출 증대에 기여할 것"이라며 "부품 제조사의 글로벌 공급망 진출을 돕는 교두보 역할을 수행하겠다"고 말했다. junjun@fnnews.com 최용준 기자

[파이낸셜뉴스]SK에코플랜트가 국내 강소기업과 협력해 고체산화물연료전지(SOFC) 핵심부품 국산화에 성공했다.  SK에코플랜트, 한국수력원자력, 블룸에너지, 블룸SK퓨얼셀 등 4개 사는 4일 부산 벡스코에서 열린 ‘2024 대한민국 에너지대전’에서 SOFC 핵심 부품 중 하나인 전해질의 원재료와 파우더 국산화에 성공했다고 밝혔다. 전해질은 양극재, 음극재와 함께 연료전지 핵심 부품인 셀을 구성하는 소재 중 하나다. 셀에서 수소와 산소가 결합하면 화학반응이 일어나면서 이온이 발생하는데, 전해질이 이 이온의 이동을 도와 전기를 생산할 수 있게 한다. SOFC 전력 생산 효율에도 직접적인 영향을 미친다. 이번 기술개발은 강소기업과 함께 이룬 성과다. 앞서 4개사는 업무협약을 체결하고 SOFC 핵심 부품의 국산화 및 국내 생산을 위해 뛰어난 제조 역량을 갖춘 국내 강소기업들을 육성해 왔다.  4개사와 함께 광물기반 신소재 개발 관련 강소기업인 KV머티리얼즈는 전해질 원재료와 원재료를 전해질로 제조하기 전 중간 형태의 분말인 파우더의 국산화에 성공했다. 전해질 원재료는 전해질을 제조하는 데 필요한 기본 원료로, 이를 기반으로 전해질 제조 전 중간형태의 분말인 파우더를 만든다. KV머티리얼즈는 블룸에너지와 긴밀한 협력으로 파우더의 순도 및 품질 수준을 달성, 해외 수출에도 성공했다.  전해질 완성품 및 기판(지지체) 국산화도 눈앞이다. 소재 부품 전문기업 아모센스는 KV머티리얼즈가 개발한 원재료 및 파우더를 이용한 전해질 기판 제작 및 평가에 돌입했다. 이르면 내년 상반기 국산화 완료가 예상된다. 고효율 공기공급장치 전문기업 티앤이코리아는 SOFC 시스템 내부의 온도를 조절해 과열이나 손상을 막는 산소공급 송풍장치 국산화를 완료, 수출 계약을 앞두고 있다.  김정훈 SK에코플랜트 솔루션 BU 대표는 “SOFC 부품 국산화를 통해 국내 협력사의 기술향상은 물론 수출 증대에 기여할 것”이라며 “앞으로도 국내 연료전지 생태계의 기술 경쟁력 강화와 동시에 부품 제조사의 글로벌 공급망 진출을 돕는 교두보 역할을 수행하겠다”고 말했다. junjun@fnnews.com 최용준 기자

[파이낸셜뉴스] 그로쓰리서치는 3일 에스퓨얼셀에 대해 수소연료전지 사업에서 25KW급 연료전지 시스템을 개발하는 등 유의미한 성과를 거두고 있다고 밝혔다. 그로쓰리서치 이재모 연구원은 "에스퓨얼셀은 연료전지 제조의 핵심 기술을 모두 내재화한 기업"이라며 "세계 최초로 25KW급 수소연료전지 개발을 완료했다"고 말했다. 그는 이어 "25KW급 제품의 의미는 기존 5KW급 제품을 하나의 사이즈로 압축시켜 놓았다는 것"이라며 "효율 높은 제품을 1개만 만들어도 되기 때문에 제품 생산단가도 낮출 수 있다"고 덧붙였다. 연료전지는 안정성과 신뢰성 확보가 필요하기 때문에 'KGS 인증' 등 절차가 필요하다. 현재 25KW급 연료전지에 대한 심사 장치가 없어 인증을 못받고 있는 상태다. 이 연구원은 "회사 추정으로는 내년 1·4분기 중에 25KW급 연료전지 인증이 마무리 될 것으로 예상한다"라며 "향후 인증이 완료되면 다수 지자체 및 기관들과 건물에서 실증 테스트를 하기 위해 협의를 진행하고 있다"고 말했다. 한편 건물용 연료전지 시장은 신재생에너지 설치 의무화제도, 제로에너지빌딩(ZEB) 등 다양한 정책을 기초로 수소연료전지 설치를 권고하거나 강화하는 방향으로 가고 있다. 또 전 세계적으로 재생에너지원을 통한 데이터센터 확장이 트렌드다. 이 연구원은 "다양한 에너지원 중에서 설치의 제한성과 에너지효율 등을 고려할 경우 연료전지가 현실적인 대안이다"라고 전망했다. dschoi@fnnews.com 최두선 기자

SK에코플랜트는 지난 23일 충북 '진천 신척 고체산화물연료전지(SOFC)' 사업 수행을 위한 금융약정을 체결했다고 26일 밝혔다. 금융주선 및 금융자문은 하나은행이 맡았다. SK에코플랜트는 일진파워와 함께 이번 사업의 출자자로 사업개발과 투자를 비롯해 연료전지 발전소 설계·조달·시공(EPC)업무를 맡는다. 충북 진천군 신척산업단지 내 19.8MW급 규모의 SOFC 발전소를 구축하는 프로젝트다. 발전소 준공 후 정상 가동 시 연간 전력 생산량은 약 166.5GWh에 이른다. 지난해 충북 진천군의 연간 주택용 전력사용량(146.4GWh)을 웃도는 수준이다. 생산된 전력은 앞으로 20년간 고정된 가격으로 한국전력에 판매된다. 수소발전입찰시장은 지난해 기존 신재생에너지공급의무화(RPS) 제도가 수소발전의무화제도(CHPS)로 편입돼 처음 열렸다. 특히 이번 사업은 지난해 하반기 낙찰 사업 19개 중 첫 자본조달 사례다. SK에코플랜트는 지난해 상반기 낙찰 받은 연료전지 사업 5개 중에서도 최초로 자본조달에 성공한 바 있다. 배성준 에너지사업단장은 "화성 양감 연료전지 사업에 이어 진천 신척 연료전지 사업까지 자본조달에 성공하며 SOFC의 안정적 성능과 금융 신뢰도가 재확인 됐다"며 "올해 일반수소발전 입찰시장에서도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대한다"고 말했다. 최용준 기자

[파이낸셜뉴스] HD한국조선해양이 차세대 청정에너지로 각광받는 수소연료전지 시장에 본격 진출한다. HD현대의 조선·해양 부문 중간 지주사인 HD한국조선해양은 자회사 HD하이드로젠이 최근 연료전지 시스템 분야 기업인 '컨비온'을 약 7200만 유로(1069억원)에 인수했다고 26일 밝혔다. 핀란드 헬싱키에 위치한 컨비온은 2012년 설립된 고체산화물 연료전지(SOFC)와 고체산화물 수전해전지(SOEC) 전문기업으로, 전 세계에서 몇 안 되는 상업용 SOFC 발전 시스템 기술 및 공급실적을 보유한 회사다. SOFC와 SOEC 기술은 미래 청정에너지로 평가받는 수소에너지의 핵심기술로서 고온에서 작동하는 특성상 기술적 난이도가 매우 높고 개발기간도 장시간 소요돼 핵심기술 확보시 선점 효과가 클 것으로 예상되고 있다. 국제에너지기구(IEA)와 국제재생에너지기구(IRENA) 등에 따르면 수소연료전지 및 수전해 시장은 육상 발전을 중심으로 매년 평균 30%씩 성장해 작년 2조5000억원에서 2030년 17조원 규모로 확대될 것으로 전망되고 있다. 특히 선박용 수소연료전지 사용이 본격화되고 수전해 기술이 상용화될 것으로 기대되는 2040년에는 시장 규모가 55조원에 이를 것으로 예상되고 있다. HD한국조선해양은 투트랙 전략을 통해 시장 선점에 나선다는 계획이다. HD하이드로젠이 연료전지 사업을 총괄하는 가운데 국내 발전용과 선박용 사업을 담당하고 컨비온이 연료전지 핵심기술 개발과 유럽 내 사업을 추진하는 방식이다. 앞서 HD한국조선해양은 수소연료전지 사업의 효율적인 추진을 위해 1400억 원을 출자, HD하이드로젠을 설립한 바 있다. HD한국조선해양 관계자는 "HD현대는 수소연료전지 및 수전해 기술뿐만 아니라 소형원자로(SMR) 등 미래 에너지원 확보에 집중하고 있다"며 "세계 최고의 청정에너지 기술로 미래 친환경 선박 시장을 선도해 나갈 것"이라고 강조했다. 한편, HD한국조선해양은 지난해 10월 연료전지 업체 엘코젠과 4500만유로 규모의 투자계약을 체결, 대용량 SOFC 시스템 고도화에 나서고 있다. cjk@fnnews.com 최종근 기자