차세대 에너지원으로 주목받고 있는 고체산화물 연료전지의 성능을 획기적으로 높일 수 있는 기술이 개발됐다. 한국에너지기술연구원은 최윤석 박사가 한국과학기술원(KAIST) 정우철 교수, 부산대 박범경 교수 연구팀과 공동으로 4분 만에 고체산화물 연료전지의 성능을 3배로 높일 수 있는 촉매 코팅 기술을 개발했다고 12일 밝혔다. 연료전지는 수소를 활용해 전기를 생산하는 전지로, 이산화탄소를 배출하지 않아 친환경 에너지원으로 불린다. 그중 고체산화물 연료전지는 수소 이외에도 천연가스, 암모니아 등 다양한 연료로부터 전기에너지를 생산할 수 있는 데다 발전 효율도 높아 활발하게 연구되고 있다. 고체산화물 연료전지의 성능은 공기극(양극)에서 일어나는 산소환원반응에 의해 결정된다. 연료극(음극)에서 일어나는 반응에 비해 공기극의 반응 속도가 느리다는 한계 때문에 활성이 높은 공기극 소재를 개발하기 위한 연구가 시도되고 있지만, 아직은 화학적 안정성이 부족한 실정이다. 연구팀은 산업계에서 널리 사용되는 공기극 소재인 'LSM-YSZ 복합전극'(망간 기반 페로브스카이트 촉매(LSM)와 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ)로 구성된 복합전극)의 표면에 ㎚(나노미터·10억분의 1ｍ
"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
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 |
수소를 연료로 직접 투입하는 ‘H2-PEMFC’ 시스템 개발 ㈜두산이 수소연료전지 제품 라인업 다각화에 박차를 가하고 있다. ㈜두산은 수소연료를 직접 투입해 운영할 수 있는 1kW·10kW급 건물·주택용 수소연료전지 ‘H2-PEMFC(고분자전해질형연료전지)’ 시스템 개발을 완료했고, 고정형 연료전지 안전기준 ‘KGS AH371’의 설계 및 생산단계 인증을 획득했다고 11월 30일 밝혔다. 이번에 개발한 ‘H2-PEMFC’ 시스템은 천연가스를 개질하는 방식이 아니라 수소연료를 직접 투입하는 순수소 모델로, 50~55% 수준의 높은 전기효율을 낼 수 있을 뿐 아니라 다른 타입의 수소연료전지 보다 저온에서 작동하는 만큼 부하의 변동에 대응해 발전량을 조정하는 부하추종운전이 빠르다. 1kW·10kW급 ‘H2-PEMFC’ 시스템은 1기 수소 시범도시 중 하나인 삼척시 수소타운에 적용돼 2024년까지 실증하고, 소규모 분산 발전용 100kW급 ‘H2-PEMFC’ 시스템도 2026년까지 개발할 계획이다. ㈜두산은 최근 ‘H2-PEMFC’ 시스템을 활용해 한국에너지기술연구원(이하 에기연)과 ‘암모니아 추출 수소 연계 수소연료전지 운전 실증’에도 성공했다. 국내 최초로 암모
한화시스템이 한국에너지기술연구원과 손잡고 차세대 우주용 태양전지 사업에 나선다. 한화시스템은 사내벤처 '플렉셀 스페이스'가 13일 한국에너지기술연구원과 CIGS와 페로브스카이트를 결합한 '우주용 탠덤 태양전지 기술 개발 및 경량 박막 태양전지 상용화 협력을 위한 업무협약'을 체결했다고 밝혔다. CIGS는 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄이 일정 비율로 결합된 화합물을 재료로 한 태양전지로, 가볍고 얇으면서 광 흡수가 우수하다. 생산 단가가 저렴하다는 점도 장점이다. 페로브스카이트는 전기 전도성이 우수하고 빛을 전기로 전환하는 효율이 높아 차세대 태양전지의 핵심 재료로 꼽힌다. 양사는 이날 협약을 통해 CIGS와 페로브스카이트를 결합한 '우주용 탠덤 태양전지' 공동개발, 태양전지의 제조공정 및 사업모델 구축 등의 분야에서 협력하기로 했다. 안태훈 한화시스템 전문연구원 겸 플렉셀 스페이스 대표는 "에너지연구원과 기술협력을 통해 차세대 태양전지 상용화를 앞당기고 우주탐사·우주발전소 등에서 기회를 포착해나갈 것"이라고 말했다. 헬로티 김진희 기자 |
전극 미세조직 최적화를 통해 고온 연료전지/수전해 장치의 수명 향상 새 지평 초음파분무 습식침투 공정 적용 대면적 고체산화물 전지 상용화 기술 적용 가능 국내 연구진이 필요에 따라 수소로부터 전기를, 전력으로부터 수소를 생산하는 가역 고체산화물 전지의 성능과 내구성을 획기적으로 높이는 새로운 개념의 전극촉매를 개발했다. 가역 고체산화물 전지(Reversible-Solid Oxide Cell, r-SOC)는 산소 이온을 투과시킬 수 있는 고체산화물(산화지르코늄(ZrO₂)이나 세리아(CeO₂) 등)를 전해질로 사용하는 세라믹 전지다. 전기를 생산하는 연료전지 모드와 수소를 생산하는 수전해 모드의 양방향 운전이 가능한 것이 특징이다. 연료전지는 수소를 공기 중 산소와 결합해 전기와 물을 만드는 장치이며, 수전해 전지는 물을 전기 분해해 수소와 산소를 생산한다. 이 기능을 동시에 수행하는 가역 고체산화물 전지는 재생에너지와 연계해 불규칙한 출력의 에너지는 수소로 저장하고, 전력 수요가 급증할 때에는 수소로 전력을 제공할 수 있는 기술로 미래 에너지 전환에 중요한 역할을 할 것으로 보인다. 이처럼 가역 고체산화물 전지는 에너지의 생산과 저장을 동시에 하는 탁월한 기술
R&D 역량, 인증·시험평가 사업 경쟁력 강화 도모 한국산업기술시험원(이하 KTL)과 한국에너지기술연구원(이하 KIER)이 청정수소·암모니아 산업 분야를 고도화하기 위한 업무협약을 체결했다고 10일 전했다. KTL은 청정수소 인증제도 설계 기술개발 사업 주관 기관으로, K-청정수소 인증제도를 마련해 수소경제 도약을 위한 움직임을 지속하고 있다. 청정수소 인증제도는 내년부터 수소·암모니아 등 수소 화합물을 생산하거나 수입하는 과정에서 온실가스 배출량을 측정해 인센티브를 부여하는 제도다. 양 기관은 이번 업무협약을 통해 시험평가 및 인증·검증 체계 구축, 국내외 인증 획득 지원·해외 인증기관 네트워크 구축, 연구 개발 및 교육 훈련 등을 청정수소·암모니아 분야에 적용하는 데 뜻을 모아 체계를 마련하기로 했다. KTL 관계자는 양 기관의 협업으로 인증제도 운영 및 청정수소·암모니아 보급 활성화가 기대돼 청정수소 기반 녹색 경제 전환에 힘을 받게 될 것이라고 강조했다. 김세종 KTL 원장은 “이번 업무협약을 기반으로 청정수소·암모니아 분야 활성화를 위한 인증·시험 평가 체계가 구축되고, 연구 개발 역량이 강화되는 데 적극 노력할 것”이라고 말했다. 이어 “K
국가과학기술연구회(NST)는 산학연 연구자들을 모아 공통 목표를 연구하는 융합 연구단 4곳이 3일 출범한다고 밝혔다. 융합연구단사업은 30~40여명 연구인력이 주관연구기관에 모여 연구하는 일몰형 연구조직으로 연간 50~80억원 연구비를 3년에서 6년까지 지원하는 사업이다. '재활용 가능한 미래 에어모빌리티 구조용 소재·부품 경량화 플랫폼 기술 개발' 융합연구단은 금속보다 가볍고 재활용할 수 있는 소재·부품 기술을 개발해 개인용 비행체(PAV), 도심항공교통(UAM) 등에 쓰는 것을 목표로 6년간 434억 원을 투입한다. 한국과학기술연구원(KIST)을 중심으로 19개 기관이 참여한다. '초실감 메타버스 구현을 위한 촉감 표준 및 고충실도 통합 햅틱 시스템 개발' 융합연구단은 사람의 인지 기반 촉감 표준시편을 개발해 메타버스 상에서 기준부터 감지까지 일관된 촉감 전달체계를 구축하는 걸 목표로 6년간 390억 원을 투입한다. 한국표준과학연구원을 주관기관으로 10개 기관이 참여한다. '변동성재생에너지 수용성 확대를 위한 다종섹터커플링 핵심기술 개발' 융합연구단은 재생에너지 잉여전력을 전환해 낭비를 줄이고 활용도를 높이는 기술을 개발한다. 한국에너지기술연구원을 중심으
한국태양광산업협회가 17일 국회의원회관 제2소회의실에서 ‘분산에너지 체계 활성화 위한 전기저장설비의 역할과 안전성 강화 방안’이라는 주제로 국회토론회를 개최한다고 밝혔다. 지난 6월 13일 제정된 ‘분산에너지 활성화 특별법’이 공포됨에 따라 수요지 인근에서 공급하는 분산에너지 체계 발판 마련, 탄소중립을 위한 전력망·전력시장 선진화 기반 조성 및 전력수급의 지역 편중 현상 해소가 기대되고 있다. 분산에너지 체계 활성화를 위해서는 전기저장설비(태양광발전설비, 풍력발전설비, ESS, 전기차배터리 등)의 역할을 바르게 인식하고, 이에 따른 안전성 높은 시스템 구축이 필요하다. 이와 관련해 이번 토론회에서는 분산에너지 체계 활성화를 위해 전기저장설비의 역할과 현황을 점검하고, 화재·안전 시스템 구축 방안을 모색할 예정이다. 발제는 정학근 한국에너지기술연구원 ICT융합본부 본부장, 김형균 한국태양광산업협회 화재・안전 TF팀장이 맡아 진행한다. 토론회는 한국재생에너지산업발전협의회 정우식 사무총장이 좌장을 맡아 진행하며, 김선용 한국소형풍력에너지협회 부회장(금풍(주) 대표), 최종웅 한국ESS산업진흥회 전문위원(한국공과대학교 석좌교수), 박기주 한국태양광산업협회 이사(스
▲ 부원장 한성옥 ▲ 재생에너지연구소장 김현구 ▲ 수소에너지연구본부장 주현규 ▲ 에너지효율연구본부장 이재용 ▲ 기후변화연구본부장 박영철 ▲ 연구전략본부장 홍성준 ▲ 제주글로벌연구센터장 서용석 ▲ 행정본부장 서범철 헬로티 김진희 기자 |
국가과학기술연구회는 16일 제195회 임시이사회를 열어 한국에너지기술연구원 원장으로 이창근 책임연구원을 선임했다고 밝혔다. 이 신임 원장의 임기는 19일부터 3년이다. 이 원장은 1982년 충북대학교 화학공학과를 졸업하고 한국과학기술원(KAIST)에서 1985년 화학공학 석사를, 미국 리하이대학교에서 1994년 화학공학 박사 학위를 받았다. 이 원장은 1985년 에너지연에 입사해 부원장, 기후변화연구본부장, 고효율청정에너지연구본부장 등을 지냈다. 현재 한국신재생에너지학회장, 에너지공단 신재생에너지센터 운영위원장, 한국과학기술단체총연합회 대의원 등을 맡고 있다. 헬로티 김진희 기자 |
한국화학연구원 탄소자원화 플랫폼 화합물 연구단(이하 플랫폼 연구단)은 9일 연구원 디딤돌플라자 3층 교육장에서 '제1차 찾아가는 화학콘서트'를 개최했다. 이날 행사는 대전지역 학생·학부모 등이 참여한 가운데 지구온난화·기후 위기 특강, 화학 기초 학습 도구 특강, 케미아트리움 견학 등 순서로 진행됐다. 플랫폼 연구단 연구원들은 이산화탄소 포집·저장, 탄소자원화 등 온실가스 감축을 주제로 지구온난화·기후위기 등 전문 지식을 학생·일반인이 쉽게 이해할 수 있도록 전달했다. 이윤조 연구단장은 "화학콘서트를 통해 과학 대중화에 한 발 더 가까이 다가서는 동시에 탄소중립을 위한 국책연구단의 임무·역할도 적극적으로 알릴 예정"이라고 말했다. 지난해 5월 출범한 플랫폼 연구단에는 화학연과 한국에너지기술연구원(KIER), 한국과학기술연구원(KIST), LG화학, GS건설, 서울대학교 등 총 22개 연구기관·대학·기업이 참여했다. 플랫폼 연구단은 지구온난화 주범인 이산화탄소 등 제품 생산 공정에서 부산물로 발생하는 부생가스와 생물에서 유래된 유기물이 다량 함유된 유기성 폐기물에서 에틸렌·탄화수소·윤활유 등 유용한 플랫폼 화합물을 생산해 내는 탄소자원화 기술을 개발하게 된다.
현대건설은 지난 18일 종로구 현대건설 본사에서 한국에너지기술연구원과 탄소중립 실현을 위한 에너지 분야 기술개발 협력 및 사업화 추진을 위한 업무협약(MOU)을 맺었다고 20일 밝혔다. 현대건설과 한국에너지기술연구원은 앞으로 CCUS(탄소포집·활용·저장)와 수소 생산 및 저장·운송, 신재생에너지 등의 분야에서 상호 협력하고 관련 기술·정보 교류와 사업화 추진 등에 머리를 맞대기로 했다. 현대건설은 연구원과 이산화탄소 포집, 화학 전환 등 탄소 에너지의 청정 활용 분야에서도 큰 시너지를 창출할 것으로 기대했다. 현대건설 윤영준 사장은 "이번 MOU로 탄소중립 달성과 수소경제사회를 선도하는 에너지 분야의 핵심기술을 확보해 친환경 건설 생태계 구축에 앞장서겠다"고 말했다. 헬로티 김진희 기자 |
포스코 제철공정 부생가스, 저탄소 플라스틱 원료로 쓴다 포스코가 이산화탄소 포집·활용(CCU) 기술을 바탕으로 제철공정에서 발생하는 부생가스를 플라스틱 원료로 활용하는 기술 개발에 참여한다. 포스코는 지난 6일 한국화학연구원, 포항산업과학연구원(RIST) 등과 '저탄소화학공정 융합연구단' 을 출범하고 대전 한국화학연구원에서 현판식을 했다고 밝혔다. 연구단은 포스코와 LG화학, 롯데케미칼 등 국내 기업을 비롯해 한국화학연구원, 한국에너지기술연구원, RIST, 포스텍, 충남대 등 총 10개 산학연 기관이 공동으로 설립했으며 향후 총 252억원의 연구비를 투자한다는 계획이다. 연구단은 기존 기술보다 이산화탄소 배출을 약 15% 저감할 수 있는 플라스틱 원료 '저탄소 올레핀' 제조 기술 개발 연구를 2025년까지 3년간 진행할 예정이다. 구체적으로는 포스코 고로에서 발생하는 부생가스에서 추출한 일산화탄소를 활용해 메탄올을 합성하고, 이를 나프타와 동시 분해해 플라스틱의 기초 원료가 되는 올레핀을 제조하는 통합공정을 개발한다는 계획이다. 기존 기술에 비해 올레핀 제조에 필요한 나프타의 사용량을 줄임으로써 나프타 생산 공정의 이산화탄소 배출을 줄이는 동시에 포스코 제철
국내 연구진이 차가운 겨울철 냉기를 이용, 땅속에 저장했다가 한여름에 꺼내 하우스 등의 냉방에 이용하는 새로운 냉방 기술을 개발했다. 한국에너지기술연구원 에너지네트워크연구실 윤영직 박사 연구진이 겨울철 차가운 냉기를 이용해 여름철 농촌의 하우스 냉방에 이용할 수 있는 기포자가진동현상을 적용한 열교환장치 개발에 성공했다. 연구진이 개발한 열교환장치는 차가운 외기와 축냉조에 연결된 구불구불한 형태의 모세관 튜브와 튜브 내부의 냉매로 구성돼 있다. 그리고 땅속에는 냉기의 저장매체로 물이 축냉조에 보관돼있다. 겨울철에는 차가운 외부 공기와 상대적으로 덜 차가운 땅속 물이 온도 차이가 발생한다. 이렇게 열교환 장치 양쪽 끝에서 발생하는 온도차로 내부 냉매가 빠르게 진동하고 흐름이 발생하며 많은 양의 열을 빠르게 전달한다. 즉 땅속 물의 열이 더 차가운 외부로 방열되면서 물 온도는 점점 낮아져 매우 차갑게 되고 이를 여름까지 보관한 후 이용하는 것이다. 이때 열교환 장치 작동에는 외부 동력이 필요 없기 때문에 운전비용이 전혀 들지 않는다. 또한 물질의 상변화*를 통한 잠열을 이용하면 많은 양의 열을 전달할 수 있기 때문에 기존 열 교환 기술에 비해서도 에너지 소비량은
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