한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 강정구 교수 연구팀이 우수한 성능의 아연공기전지를 기반으로 자가발전형 그린수소 생산 시스템을 개발했다고 22일 밝혔다. 그린수소는 신재생에너지 전력을 이용해 수전해(물을 전기분해해 수소를 생산하는 기술) 방식으로 만들어 내는 수소다. 생산 과정에서 탄소를 배출하지 않아 청정 연료로 불리지만, 신재생에너지의 발전량이 불규칙해 물 분해 효율이 낮다는 한계가 있다. 이에 공기 중 산소를 산화제로 사용하는 공기전지가 신재생에너지를 대체할 동력원으로 주목받고 있다. 특히 값싼 아연 음극과 산소 양극으로 구성된 아연공기전지는 물 기반 전해질을 사용해 리튬이온전지와 달리 발화 위험이 없고 에너지 밀도가 높다. 다만 귀금속 촉매를 사용하기 때문에 비용이 많이 들고 장기간 충·방전 시 성능이 급격히 떨어지게 된다. 연구팀은 산화 그래핀(흑연의 한 층에서 떼어낸 2차원 물질)에 금속 유기 골격체(MOF·금속과 유기물을 결합한 다공성 소재)를 성장시켜 비(非) 귀금속 촉매를 개발했다. 이를 아연공기전지에 적용한 결과 기존 전지보다 5배 높은 에너지 밀도를 보였으며, 반복적인 충·방전에도 장시간 안정적인 구동이 가능함을 확인했다. 강정구
"정부 무탄소 에너지 계획 보조 맞출 것" 한국서부발전은 9일 충남 태안발전본부에서 한국에너지기술연구원, 테크로스와 함께 '태양광 발전 연계 변동 부하에 대한 차세대 알카라인 수전해 설비 실증 성공 기념식'을 개최했다. 3사는 2021년 1월 수전해 핵심기술 개발, 핵심 소재 성능 향상, 셀 면적 확대, 스택 및 보조시스템 개발·제작 등을 목표로 연구를 시작해 이달 초 50㎾급 수전해 설비 실증을 마쳤다. 기존 1세대 알카라인 수전해 기술은 불안정한 재생에너지 출력을 제어하기 위해 에너지저장장치(ESS)가 필요했는데, 이번에 3사가 실증을 마친 기술은 ESS 없이도 출력을 조절할 수 있는 '재생에너지 직접 연계 방식'이어서 비용과 공간을 줄일 수 있다. 변동성을 제어할 수 있어 설비 수명이 1세대보다 길고 폭발 위험성도 낮다. 3사가 실증한 수전해 설비는 1시간에 약 1㎏의 그린수소를 생산할 수 있고, 적층 형태인 스택 방식으로 설계돼 용량을 250㎾까지 늘릴 수 있다. 3사가 개발한 재생에너지 직접 연계 방식이 상용화에 성공하면 기술 선점에 따른 경제적 효과를 볼 것으로 기대된다. 엄경일 서부발전 기술안전부사장은 "차세대 수전해 기술은 2050 탄소중립 달
"대면적 광전극 세계 최고 효율 달성…2030년 이전 상용화 기대" 그린수소 생산을 위해 크기를 1만배 키운 광전극 모듈을 울산과학기술원(UNIST) 연구진이 개발했다. 6일 UNIST에 따르면 에너지화학공학과 이재성, 장지욱, 석상일 교수와 탄소중립대학원 임한권 교수 공동 연구팀은 높은 효율과 내구성을 갖춘 대규모 그린수소 생산 기술을 개발했다. 연구팀은 특히 페로브스카이트 광전극 크기를 1만배 키워 실용 가능성을 높였다. 태양광 수소 기술은 태양에너지로 물을 분해해 수소를 얻는 이상적인 그린수소 생산 기술이다. 연구팀은 해당 기술의 실용화를 위해서는 실험실 소형 장치에서 크기를 키우는 '스케일업'(scale-up)이 필요하다고 보고, 광전극 소재로 효율이 높고 비교적 값이 싼 페로브스카이트를 채택했다. 그러나 페로브스카이트 태양전지는 태양광에 포함된 자외선과 공기 중 수분에 대한 안정성이 떨어진다는 단점이 있었다. 이에 연구팀은 페로브스카이트의 양이온으로 기존 메틸암모늄 대신 포름아미디늄을 사용해 자외선에도 안정적인 페로브스카이트를 제조했다. 또 물과의 접촉면을 니켈 포일로 완전히 봉인해 물속에서도 안정성을 유지하도록 만들었다. 일반적으로 연구개발용 광전
한국에너지기술연구원은 국내 전기분해조 대표 기업인 테크로스와 '재생에너지 연계 250kW급 수전해 확장형 모듈 스택 핵심 기술' 이전 계약을 했다고 29일 밝혔다. 물을 전기 분해해 수소와 산소를 생성하는 것이 수전해다. 수소 생성을 위한 전력을 재생에너지로 충당해 생성 과정에서 이산화탄소가 발생하지 않는 대표적인 그린수소 생산 기술이다. 이 기술을 이용하면 기존 국내 기술보다 6% 이상 수소 생산 효율을 향상할 수 있어 해외 선도 기업과의 경쟁이 가능해질 것으로 기대된다. 부하 변동 대응 운전 내구성도 높아, 재생에너지와 연계한 운전 범위도 기존 기술보다 20% 이상 높일 수 있다. 양 기관은 기술을 이전하는 것에 그치지 않고 업무협약을 통해 알칼라인 수전해 장치의 성공적인 상용화와 해외시장 조기 진입을 공동 추진할 계획이다. 이창근 에너지연 원장은 "시장성을 갖춘 사업화 연계 기술을 개발하고 시장 창출을 위해 기업과 협력하는 것이 출연연의 역할"이라며 "현재 기술에 만족하지 않고 기업과의 협력을 강화해 글로벌 경쟁력을 갖출 수 있도록 하겠다"고 말했다. 헬로티 이창현 기자 |
값비싼 백금∙이리듐 촉매 대체 가능해…Advanced Materials 게재 그린 수소를 더 값싸고 친환경적으로 생산할 수 있는 기술이 개발됐다. 값비싼 귀금속 촉매를 대체한 기술로, 탄소중립 사회에 한 발짝 다가설 수 있을 것으로 기대된다. UNIST 에너지화학공학과 류정기 교수와 KAIST 신소재공학과 서동화 교수 공동연구팀이 높은 효율과 안정성을 가진 고순도의 그린수소 생산용 이기능성(Bifunctional) 수전해 촉매를 개발했다. 개발된 촉매는 부식성 강한 산성의 환경에서도 장시간 사용이 가능하다. 루테늄과 실리콘, 텅스텐(RuSiW)을 기반으로 만들어 기존의 백금(Pt) 혹은 이리듐(Ir) 촉매에 비해 저렴하다. 온실가스 배출량도 1/4 이하로 낮아 친환경적이다. 수전해는 물을 전기 분해해 수소를 생산하는 기술이다. 수소를 생산하는 과정에서 탄소 배출 없이 친환경적인 수소를 생산할 수 있어 탄소중립 사회를 위한 차세대 기술로 꼽힌다. 연구팀은 산성에서 안정적인 백금이나 이리듐과 같은 귀금속 전해질을 대체할 물질을 연구했다. 루테늄은 생산 가격이 상대적으로 저렴하고, 백금이나 이리듐보다 각각 1/7, 1/4 낮은 온실가스를 배출해 친환경적인 금속으로
베를린에 연간 1GW급 수전해 공장 가동 시작… 2025년까지 3GW 생산 확대 목표 지멘스에너지가 프랑스 산업용 가스 기업인 에어리퀴드(Air Liquide)와 협력해 독일 베를린에 기가와트(GW)급 수전해(전기로 물에서 수소와 산소를 분해하는 장비) 공장을 설립하고 공식 가동을 시작했다고 밝혔다. 지멘스에너지는 수전해 기기 대량 생산 체제에 돌입하면서 수소 경제 활성화를 위한 기반을 마련하게 됐다. 수소가 전 세계 탄소중립 달성을 위한 주요한 역할을 하기 위해서는 합리적인 가격으로 대량 공급이 가능해야 한다. 이를 위해서는 비용 효율적이면서 확장 가능한 방식으로 수전해 기기를 지속적으로 생산할 수 있어야 한다. 지멘스에너지와 에어리퀴드는 이번 공장 설립으로 연간 1GW 규모의 수전해 기기를 생산하는 것을 시작해 2025년까지 최소 3GW 생산 규모로 확대할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 3GW 규모의 수전해 기기를 가동하면 연평균 30만 톤의 그린 수소를 생산할 수 있게 된다. 이 그린 수소로 화석 연료를 대체할 경우, 독일의 대도시 아헨(Aachen)의 인구 약 26만 명이 배출하는 양의 이산화탄소 배출을 감축할 수 있다. 지멘스에너지는 베를린 공장에
요꼬가와는 TECO 2030 ASA와 산업용 응용 분야에서 수소 연료전지 활용 기술 개발과 관련한 전략적 파트너십 및 투자 계약을 체결했다고 발표했다. 이번 협정에 따라 요꼬가와전기는 자사주 취득 방식으로 TECO 2030에 투자했으며, 양사는 수소 연료전지의 최적화 기술 개발 및 해상 운송 및 기타 산업 분야의 분산 전원으로 사업 기회 발굴에 협력할 예정이다. 수소 연료전지는 수소와 산소를 결합해 전기에너지와 물을 생산하는 전기화학적 공정을 이용해 연료전지자동차(FCV), 고정형 전원공급장치 등의 동력원으로 활용된다. 그린수소와 그린 암모니아는 전력 형태로 생산하는 재생에너지의 저장과 운송에 유망한 에너지 운반체로 꼽힌다. 그린수소로 구동되는 연료전지, 즉 그린 암모니아-수소분해 기술을 통해 생산된 수소는 기존 연소기관보다 에너지 효율이 높고 질소산화물이 발생하지 않아 다양한 응용 분야에서 무공해 에너지원으로 활용될 수 있다. 그동안 채택이 제한적이었지만 기술 성숙도와 수소 추진 해양선박에 대한 수요의 급격한 증가로 연료전지 시장 확대를 견인하고 있으며, 이에 따른 제조원가 절감으로 자동차 및 산업 분야에서의 이용 확대로도 가속할 것으로 예상된다. TECO
SK E&S는 한국수자원공사·플러그파워·SK 플러그 하이버스와 그린수소 확대 보급 및 산업 활성화를 위한 업무협약(MOU)을 체결했다고 7일 밝혔다. 협약으로 4사는 각사 역량을 활용해 다가올 그린수소 시대를 선도하기 위한 협력을 강화하기로 했다. 구체적으로 국가 그린수소 생산설비 구축과 운영 기술 확보, 국내외 그린수소 사업 확대와 신사업 발굴 등 국내 그린수소 산업 경쟁력 강화에 협력을 추진한다. 이를 위해 SK E&S와 플러그파워의 합작법인 SK 플러그 하이버스는 국내외 그린수소 프로젝트에 고분자전해질(PEM) 수전해 설비를 공급하고 유지 관리를 담당한다. 수전해 설비는 물을 전기분해해 수소를 생산하는 장치로, 재생에너지 기반 그린수소 확산에 핵심 설비다. 협약 당사자들은 그린수소 생산의 핵심 기술인 PEM 수전해 기술의 국산화에도 힘을 모으기로 했다. 장병훈 한국수자원공사 수자원환경부문장은 "기업 간 협력을 바탕으로 수전해기술 등 차세대 기술개발에 박차를 가해 그린수소 산업을 활성화할 수 있도록 최선을 다하겠다"고 말했다. 이지영 SK E&S 수소글로벌그룹장은 "PEM 수전해 기술 국산화 협력으로 탄소배출 감축은 물론 국내 청정에
양사 협력으로 알칼라인 수전해 기반 그린수소사업 적극 추진 현대엔지니어링이 지난 30일 알칼라인 수전해기기 생산전문업체인 ㈜테크로스와 ‘알칼라인 수전해 기반 그린수소사업 협력’을 위한 양해각서(MOU)를 체결했다고 31일 밝혔다. 30일 현대엔지니어링 본사 계동사옥에서 진행된 체결식에는 현대엔지니어링 플랜트사업본부장 임관섭 전무, 테크로스 대표이사 박석원 사장 등이 참석해 알칼라인 수전해 기술 및 사업 방향성을 공유하고 향후 긴밀하게 협력할 것을 협의했다. 알칼라인 수전해 기술은 다양한 수전해 방식 중 안정성이 높아 수소의 대량 생산에 적합한 방식으로 알려져 있다. 특히, 수전해 기술 중 가장 성숙도가 높아 해외에서는 이미 상용화가 시작되었으며, 현재 생산되는 그린수소의 70%가량이 알칼라인 수전해 방식을 통해 생산되고 있다. 한편, 현대엔지니어링은 탄소중립 실현을 위해 수소 생산 사업 투자 및 연구개발에 적극적으로 나서고 있다. 지난 6월 한국중부발전㈜과 수전해 활용 수소생산사업 협력을 위한 양해각서를 체결하고, 11월부터는 한국중부발전·테크로스워터앤에너지·아이에스티이 컨소시엄으로 충남 보령 ‘수전해 기반 수소생산기지 구축사업’을 추진할 예정이다. 현대엔지
두산에너빌리티가 풍력발전을 연계한 제주 그린수소 생산 플랜트 상업운전에 돌입했다고 23일 밝혔다. 이날 제주시 구좌읍 행원리에 위치한 제주 그린수소 생산 플랜트에서 그린수소 생산과 수소버스 개통을 기념하는 ‘수소버스 정식 개통 기념행사’가 열렸다. 이 자리에는 제주도 오영훈 도지사, 산업통상자원부 김범수 수소경제정책관, 두산에너빌리티 송용진 부사장을 비롯한 관계자들이 참석했다. 제주 그린수소 생산 플랜트는 3.3MW급으로 조성된 국내 최대 규모의 그린수소 플랜트로, 제주에너지공사가 주관하고 두산에너빌리티를 비롯한 9개 기업 및 기관이 국책과제로 참여했다. 두산에너빌리티는 플랜트 통합 설계 및 감리를 진행하고, 수소 생산·저장·활용을 효율적으로 관리하는 전주기 운영 시스템을 개발했다. 또한, 국내 협력사와 함께 300kW급 수전해 시스템 설계, 제작, 시운전 등을 수행했다. 제주 그린수소 생산 플랜트는 제주 행원풍력발전단지의 잉여 전력을 활용해 하루 4시간 운전 기준 240kg, 연간 80톤의 그린수소를 생산한다. 제주시는 함덕 수소버스 충전소에 그린수소를 공급해 수소버스 3대를 시범 운영 중이며 향후 9대까지 확대할 계획이다. 그린수소는 풍력, 태양광 등 재
한국전력(이하 한전)이 22일(현지시간) 사우디 리야드에서 사우디 에너지 기업들과 수소 암모니아 및 그리드 분야 협력을 위한 계약을 체결했다고 밝혔다. 한전은 이현찬 신성장&해외사업본부장이 참여한 가운데 사우디 아람코(Saudi Arabian Oil Company)와 청정암모니아 국내 도입을 위한 사업참여 의향서를, 사우디전력공사와 그리드 분야 기술협력 및 사업 공동 개발을 위한 양해각서(MOU)를, 사우디 현지 기업인 알조마이 에너지(Aljomaih Energy&Water Co.)와 해외 그린수소 시장 공동개발을 위한 양해각서를 각각 체결했다. 이번 협약으로 한전은 포스코홀딩스, 롯데케미칼과 함께 사우디 아람코로부터 저탄소 청정암모니아를 국내로 도입하기 위한 협력관계를 구축하기로 합의했다. 한전은 아람코가 2021년 8월 발주한 자푸라 열병합 발전소 건설 및 운영사업을 수주해 현재 건설 중에 있으며, 이번 기회를 통해 한전은 포스코홀딩스 및 롯데케미칼과 팀코리아(Team Korea)를 구성, 청정 암모니아 장기구매 및 아람코 블루암모니아 사업 지분 투자와 관련된 구체적인 조건을 협의해 나갈 계획이다. 팀코리아는 석탄발전소 암모니아 혼소발전,
SK에코플랜트는 중국 GDS사가 싱가포르에 구축하는 데이터센터에 전력공급 시스템으로 고체산화물 연료전지(SOFC)를 공급·설치하는 사업을 수주했다고 4일 밝혔다. 이번 협력은 SK에코플랜트와 GDS가 지난해 8월 체결한 '연료전지 연계 데이터센터 사업개발을 위한 협약'에 따라 이뤄졌다. GDS는 상하이에 본사를 둔 중국 최대 데이터센터 개발·운영 기업이다. 싱가포르 데이터센터에 SOFC가 적용되는 것은 이번이 처음이다. 신재생에너지 활성화를 통해 지속가능한 발전을 도모하겠다는 양사의 의지가 반영됐다. SK에코플랜트는 GDS의 싱가포르 데이터센터에 연료전지 공급을 비롯해 연료전지 전체 패키지 설계·조달·시공(EPC) 업무를 도맡는다. 이번에 공급되는 SOFC는 3세대 연료전지로, 현존하는 연료전지 기술 중 발전효율이 가장 높다. SOFC는 좁은 부지에서도 고효율 전력 생산이 가능하고, 환경에 구애받지 않고 24시간 전력 생산이 가능하다. GDS는 SK에코플랜트와 협력해 SOFC를 도입하는 것은 물론 향후 재생에너지를 통해 만들어진 그린수소를 직접 연료로 사용하는 방안도 검토 중이다. SK에코플랜트는 이번 협력이 싱가포르 데이터센터 시장에 연료전지 기반 전력공급
캐나다 뉴펀들랜드 섬에 서울 1.8배 면적 확보…3단계까지 '순항' 전망 "연간 그린수소 18만t·그린암모니아 108만t 생산 가능" SK에코플랜트는 참여 중인 캐나다 그린수소 사업인 '뉴지오호닉 프로젝트'가 캐나다 주 정부로부터 풍력발전을 위한 국유지 사용 승인을 받았다고 3일 밝혔다. SK에코플랜트에 따르면 뉴지오호닉 프로젝트 주관사인 캐나다 월드에너지GH₂는 지난달 31일 캐나다 동부 뉴펀들랜드 래브라도 주(州) 뉴펀들랜드 섬에 있는 국유지 '크라운 랜드'의 풍력 부지 입찰에 참여했으며, 치열한 경쟁을 뚫고 최종 평가를 통과해 부지 임대 사용 승인을 받았다. 사용 승인을 받은 토지 면적은 총 1,077.91㎢로, 서울 전체 면적의 약 1.8배에 이른다. 이로써 뉴지오호닉 프로젝트는 현재 진행 중인 1단계 사업을 넘어 3단계 사업까지 필요한 풍력발전 부지 확보에 성공했다고 SK에코플랜트는 설명했다. 부지 사용 승인으로 가능한 풍력발전 설비용량은 4기가와트(GW)로, 원자력발전소 3∼4기 분량에 육박한다. SK에코플랜트는 "부지 입찰에 모두 24개 프로젝트가 참여했으며 이 중 뉴지오호닉 등 4개만 최종 선정됐다"면서 "사업성과 경쟁력을 인정받은 것"이라고
제4회 수소경제와 한국의 수소기술 심포지엄 23일 웨스틴 조선 서울서 개최 올해 7월 지구 표면 기온은 기상 관측 이래 가장 높은 수치를 기록했다. 세계기상기구(WMO)에 따르면 올해 7월 지구 표면 평균 기온은 섭씨 16.95도에 달했고, 해수면 평균 온도 역시 섭씨 20.95도로 가장 높았다. 지구 곳곳이 가뭄, 화재, 홍수 등 지표면 온도 상승으로 인한 몸살을 앓고 있는 가운데, 기후위기에 대응하기 위한 수단 중 하나로 수소의 중요성이 대두되고 있다. 수소는 무탄소 발전이 가능하고 남는 재생 전기를 활용할 수 있어 최근 대두되고 있는 간헐성 문제를 해결하는 에너지 저장재로써 활용될 수 있을 뿐 아니라 수송, 산업, 건물 등 다양한 부문에서 기존의 화석연료를 대체하는 무탄소 원료로 활용될 수 있어 탄소중립을 위한 중요한 도구로 주목받고 있다. ‘제4회 수소경제와 한국의 수소기술 심포지엄(이하 심포지엄)’이 23일 웨스틴 조선 서울 그랜드볼룸에서 열렸다. 수소경제 활성화를 위한 국내외 협력방안과 수소 기술 개발 성과, 향후 발전 방향 등을 논의하기 위한 행사에 수많은 산학연 분야의 전문가들이 참석했다. 과학기술정보통신부가 주최하고 한국에너지기술연구원이 주관
양사 협업 통해 한국에서 성공적인 해상풍력사업 추진 및 그린수소 등 재생에너지 분야 활성화 기대 재생에너지 기업 오스테드와 포스코홀딩스와 국내 해상풍력과 그린수소 분야의 포괄적 상호협력을 위한 두번째 양해각서(MOU)를 체결했다. 이번 협약은 오스테드 그룹과 포스코그룹의 지주회사인 포스코홀딩스(POSCO Holdings) 간에 이루어졌다. 양사의 협약 체결식은 2023년 6월 19일 오스테드의 아시아 태평양 본사가 위치한 대만 타이페이에서 진행됐다. 이날 행사에는 페어 마이너 크리스텐센(Per Mejnert Kristensen) 오스테드 아시아태평양 대표와 정기섭 포스코홀딩스 대표이사 사장/전략기획총괄 등 양사 임원진이 참석했다. 이번 협약에 따라 오스테드와 포스코는 국내 해상풍력 및 그린수소 분야에서 장기적이고 전략적인 협력 방안을 모색할 예정이다. 또한, 양사는 향후 협력을 통해 국내 그린수소 프로젝트 및 연계 사업 등의 기회를 모색하기 위한 공동연구도 진행한다. 포스코는 오스테드의 철강 분야 전략적 글로벌 공급사로, 오스테드가 건설.운영하고 있는 세계 최대 해상풍력단지인 혼시 2(영국)와 아태 지역 최대 해상풍력단지인 창화 1 & 2a(대만) 등
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UPDATE: 2025년 05월 19일 21시 18분
