헬로티 이동재 기자 | 국내 연구진이 고체산화물 연료전지의 핵심인 고성능 촉매를 새롭게 개발했다. 연구를 수행한 대학은 연료를 가리지 않고 전기를 생산하는 고체산화물 연료전지의 상용화가 한걸음 더 가까워졌다고 자평했다. UNIST가 에너지화학공학과 김건태 교수 연구팀이 고성능 복합 용출 촉매를 개발했다고 12일 밝혔다. 용출은 촉매 입자 내부의 금속 나노입자가 표면으로 올라오는 현상으로, 표면으로 올라온 철 나노입자는 촉매 성능을 높이고, 촉매끼리 뭉치는 문제도 막는 역할을 한다. 연료전지는 수소나 탄화수소만으로 물과 전기를 만드는 친환경 발전장치다. 특히 고체산화물 연료전지는 생산이 까다로운 수소 대신 탄화수소를 쓸 수 있고, 발생된 폐열도 재활용할 수 있다는 장점이 있다. 연료전지는 탄화수소와 산소 간 화학반응을 촉진하는 촉매가 그 성능을 결정하는 만큼, 고성능 촉매의 개발이 필수적이다. 용출이 가능한 촉매는 망간 금속계와 철 금속계로 나뉘는데 철 금속계 자체의 성능은 망간 금속계에 비해 뛰어나지만 철 입자를 용출시키는 것이 어려웠다. 김 교수팀은 기존 용출 촉매보다 철 나노 입자가 촉매 표면에 더 작고 균일하게 올라올 수 있는 촉매를 개발했다. 연구팀은
헬로티 조상록 기자 | 두산퓨얼셀과 SK에코플랜트는 국내 대표적인 수소 연료전지 제조 기업이다. 역사나 구축 규모로 본다면 두산퓨얼셀이 우세하지만 최근 구축 실적으로 본다면 SK에코플랜트가 앞선다. 더욱이 SK에코플랜트는 차세대 수소 연료전지 방식인 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)를 주력으로 하고 있어, 1세대 수소 연료전지 방식인 인산형 연료전지(Phosphoric Acid Fuel Cell, PAFC)가 주력인 두산퓨얼셀보다 유리하다는 평가도 있다. 이러한 가운데 최근 두 기업이 수소 연료전지 발전소 구축에 박차를 가하고 있어 수소경제 활성화에 더욱 속도가 붙을 것으로 기대된다. 두산퓨얼셀, 인천 지역에 약 130MW 공급 지난 10월 26일 인천시 신인천빛드림본부에서 ‘신인천빛드림 수소연료전지발전소’ 준공식이 개최됐다. 이 발전소는 한국남부발전의 구축 사업으로 총 발전 용량은 78.96MW이다. 세계 최대 규모다. 두산퓨얼셀은 2단계부터 4단계 사업에 참여해, 440kW 연료전지 134대(총 용량 58.96MW)를 이 발전소에 공급했다. 또한 장기유지보수도 담당하게 된다. 신인천빛드림 수소연료전지발전소에서는 연간
헬로티 조상록 기자 | 현재 수소 산업에서 시장을 이끄는 핵심 분야 중 하나는 수소 연료전지입니다. 이번 [상장마켓]에서는 국내 주요 수소 연료전지 기업을 다뤄볼까 합니다. 다루는 기업은 두산퓨얼셀, 에스퓨얼셀, 미코입니다. * SK에코플랜트, 현대차 등도 수소 연료전지 기업입니다. SK에코플랜트는 아직 비상장 기업이어서 제외시켰습니다. 현대차는 수소 연료전지뿐만 아니라 수소 생산, 저장(충전소), 운송, 수소전기차까지 수소 생태계를 구축하고 있기 때문에 나중에 별도로 다루겠습니다. 한국은 수소 생태계 조성에 어느 국가보다 열심입니다. 정부가 제시한 수소경제 활성화 로드맵에서는 2040년까지 526만 톤의 수소를 3,000원/kg 수준으로 보급한다는 목표를 제시하고 있습니다. 수소 에너지는 장점이 많습니다. 우선 친환경적이기 때문에 전세계적으로 진행되는 탄소중립 실현(그린 수소 방식인 경우)에 적합합니다. 그린 수소는 태양광, 풍력과 같은 신재생에너지를 이용해 수전해 방식으로 생산한 수소를 말하며, 이 경우 온실가스 배출이 '0'이 됩니다. △천연가스에서 수소를 추출하는 방식으로 수소 생산 과정에서 온실가스가 배출되는 그레이 수소 △그레이 수
헬로티 조상록 기자 | 한국수력원자력(이하 한수원)이 10월 13일 경기도 일산 킨텍스에서 SK에코플랜트, 블룸에너지, 블룸SK퓨얼셀과 ‘고체산화물 연료전지(SOFC) 국산화 협력 MOU’를 체결했다. 이번 협약으로 SOFC 주요품목 국산화를 위해 △한수원은 중소기업 협력과제 지원 △SK에코플랜트는 국산화 개발품 국내사업 활용 △블룸에너지는 기술개발 지원 △블룸SK퓨얼셀은 국내사 발굴 및 생산지원을 각각 맡게 된다. 이들 기관의 협력을 통해 SOFC의 전력 생산 장치인 셀과 스택의 핵심부품을 국산화 품목에 추가해 국내 유망 중소기업 발굴, 기술지원 및 국산품 개발 등 국산화 시기가 앞당겨질 것으로 기대된다. 연료전지발전은 연소가 아닌 화학반응을 이용한 발전방식으로 주변 환경에 미치는 영향이 적어 미래지향적인 발전원으로 각광받고 있다. 특히, 고체산화물 연료전지는 고온에서 작동하기 때문에 백금과 같은 고가의 귀금속 전극촉매가 필요하지 않고 전해질 손실이나 보충도 필요 없다. 또, 전지 부식 문제는 없으면서도 발전효율은 높다는 장점이 있다. 하지만, 이러한 장점에도 불구하고 외산 기자재라는 한계 때문에 대내외적으로 설비도입에 많은 어려움이 있었다. 정재훈 한수원
헬로티 이동재 기자 | 광주과학기술원(이하 GIST) 기계공학부 강상규 교수 연구팀은 높은 시스템 전기효율을 갖는 캐스케이드 고체산화물 연료전지 시스템을 개발하고 주요 운전조건인 전류밀도, 외부개질율, 증기/탄소 비율이 스택 및 시스템의 전기효율에 미치는 영향을 규명했다. 고체산화물 연료전지 시스템은 다른 연료전지에 비해 높은 시스템 전기효율과 폐열 활용 등 장점이 있어 발전용 연료전지 시스템으로 주목받고 있다. 시스템의 전기효율을 높이기 위해서는 스택의 연료이용률을 증가시켜야 하지만 핵심소재의 내구성 문제로 인해 그 한계가 있다. 시스템 연료이용률을 높이기 위해 양극 재순환 고체산화물 연료전지 시스템이 개발되었지만, 이를 구현하기 위해 사용되는 송풍기 또는 이젝터는 시스템의 비용 증가를 초래하여 연료전지 시스템의 상용화가 지체되고 있다. 본 연구팀은 캐스케이드 구성의 연료전지 시스템의 우수성을 정량적으로 비교‧분석하기 위해 수치해석 기반의 싱글스테이지 시스템, 연료극 배가스 재순환 시스템, 그리고 캐스케이드 시스템의 열역학 모델을 개발하고, 주요 운전조건인 전류밀도, 외부개질율, 그리고 증기/탄소 비율 변화에 따른 각 시스템 전기효율을 파악했다. 그 결과,
헬로티 조상록 기자 | 삼성중공업이 연료전지로 운항하는 LNG 운반선을 개발했다. 삼성중공업은 미국 블룸에너지社와 공동으로 선박용 고체산화물 연료전지(SOFC, Solid Oxide Fuel Cell)로 추진하는 LNG 운반선 개발에 성공하고 노르웨이-독일 선급인 DNV로부터 기본 설계 승인(AIP)을 획득했다고 7월 1일 밝혔다. 삼성중공업이 개발한 연료전지 추진 LNG 운반선은 자연 기화되는 LNG를 활용한 SOFC로 선박 추진 엔진을 대체함으로써 내연기관은 물론 오일을 이용하는 각종 장치가 필요 없는 혁신적 방식이다. 따라서 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx) 등 유해물질이 발생하지 않고, 온실가스(CO2)도 크게 감축시킬 수 있어 강화되고 있는 환경 규제에 효과적으로 대응할 수 있는 친환경 선박으로 평가받고 있다. 삼성중공업은 앞서 2019년 9월, DNV로부터 연료전지 적용 원유운반선 기본 설계 승인을 받은 데 이어 2020년 7월에는 블룸에너지社와 공동개발 업무 협약을 체결한 바 있다. 삼성중공업은 거제조선소에 구축한 LNG 실증 설비에서 실증 테스트를 진행할 예정이며 글로벌 선주사를 대상으로 본격적인 마케팅에 나설 계획이다. 정호현 삼성중공업