에너지연, 미래형 에너지 저장 기술 핵심 부품 개발

[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 미래형 에너지 저장 기술의 핵심 부품을 개발하는 데 성공했다.

한국에너지기술연구원은 전기에너지를 이용해 물에서 수소를, 그리고 필요시 다시 전기로 변환하는 양방향 고온수전해-연료전지 기술의 핵심 부품인 ‘평관형 셀’ 제조기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

양방향 고온수전해-연료전지 기술은 하나의 장치 안에 650-750℃의 고온에서 수증기를 전기분해해 수소를 생산하는 수전해와 수소를 활용해 전기를 발생시키는 연료전지 기술이 공존하는 미래형 에너지저장 기술이다. 특히 기존 200℃ 미만의 저온에서 작동하는 수전해-연료전지 기술과 달리 수전해 스택효율 및 발전효율이 약 10% 이상 높은 장점이 있다.

고온에너지전환연구실 서두원 책임기술원 연구진은 국내 최초로 개발한 이 기술은 100㎠ 활성면적의 대면적 평관형 고체산화물 셀 핵심 부품 기술이다.

연구진이 개발한 평관형 셀은 압출공정으로 제작돼 크기, 두께, 길이 등을 자유롭게 변형 가능하다. 여기에 연구원 고유의 디자인인 납작한 튜브형상을 적용해 양 끝단을 밀폐시킨 후 수증기 이동을 위한 채널은 평관형 셀의 위·아래면에 형성함으로써 고집적 적층과 가스밀폐가 매우 용이한 구조로 제작됐다.

특히 이와 같은 구조는 수증기와 산소의 접촉을 막아주는 밀봉부위를 줄일 수 있고, 셀을 가두는 금속 부품이 필요치 않다. 이에 소모되는 금속 부품은 1/2, 밀봉재는 1/10로 획기적으로 낮췄다.

또 수직 적층으로 높은 스택 집적도 달성이 가능하며, 평관형 셀의 지지체 구조의 특성으로 기계적 강도가 우수해 특히 수전해 장기 안정성이 뛰어나다.

김종남 원장은 “개발한 평관형 셀은 고효율 고온수전해, 수소연료전지 스택의 핵심 소재·부품이며, 해외 기술에 의존하지 않고 국내 자체 기술을 확보해 내부 역량을 키웠다는데 큰 의미가 있다”며 “향후 현재 국내에 선점하고 있는 해외 기술을 대체해 탄소 중립과 국가 에너지 자립을 위한 경쟁력 확보에 큰 기여를 할 수 있는 핵심 기술이 될 것”이라고 말했다.

한편 에너지연은 지난 15일 해당 기술을 ㈜에이프로(대표이사 임종현)에 이전했다.