우리원은 6월 28일(화) 대전 본원 복합기술시험동 세미나실에서 ‘수소에너지와 멤브레인’을 주제로 제19차 지식공유워크숍을 가졌다.

수소에너지를 위해서는 다양한 기술이 필요하며, 특히 멤브레인 기술은 그린수소 제조와 연료전지를 위해 반드시 확보해야 하는 핵심기술이다. 이에 수소에너지와 멤브레인 관련 전문가들이 모여 지식공유와 연구 협업 방안을 도출하기 위해 이번 지식공유워크숍이 개최됐으며, 워크숍은 주제별 전문가 발표와 토론 등으로 진행됐다.

전문가 발표에서 김우현 박사는 경제성 분석을 위한 일반적 이론(순현재가치 분석, 내부이익률, 균등화 수소생산단가)에 대한 개론적 설명과 충전소용 개질, 수전해 수소 방식에 대한 수소생산단가 분석 사례를 소개했다.

김상경 단장은 PEM/AEM 수전해용 전극촉매, 전해질막을 포함하는 MEA 핵심기술 개발내용을 공유하고 개발촉매를 이용해 PEM 수전해의 이리듐 사용량 저감 결과를 소개했다. 또한, 나피온을 대체할 수 있는 분리막 관련 연구를 진행 중이라고 소개하고, 수소연구단-연료전지연구실에서 협력해 수행 중인 연구 내용을 공유했다. 

유지행 실장은 현재 연구 중인 고효율 SOFC의 효율을 극대화할 수 있는 시스템 최적 통합 기술(가스터빈, SOFC 캐스캐이딩 등)을 소개했다. 브레이징 기술과 분리판 대량생산 기술을 기반으로 kW급 SOC 스택을 제작/테스트할 수 있는 기술을 확보하고 SOEC, SOFC 성능 시험을 수행 중인 내용들을 공유했다.

홍종은 박사는 암모니아를 고체산화물연료전지(SOFC)의 연료극에 직접 연료로 공급하여 전력을 생산하는 기술 개발에 관해 소개했다. 직접 암모니아 연료 사용에 따른 상용 연료극, 스택 부품들에서 발생하는 문제 해결과 직접 암모니아 연료용 SOFC 스택 설계 기술 개발을 통해 300 W급 스택 개발을 목표로 하며, 향후 kW급 스택과 시스템 개발을 통해 암모니아 혼소/연소 발전기술 등과 연계한 복합발전 시스템에 대한 구성을 계획 중이라고 말했다.

배병찬 박사는 현재 자동차에 사용되는 PEMFC는 가습장치가 필요한 저온형이므로 가격저감에 한계가 있다고 설명했다. 이와 관련해 고온 무가습에서 사용이 가능한 PEMFC를 개발해 성능향상, 주변장치 저감을 통해 자동차용 PEMFC의 경쟁력을 확보하기 위한 연구와 신규 무가습 전해질막과 전도체 개발관련 연구 내용을 공유했다.

임성대 박사는 수송용 고분자전해질 연료전지 시스템에 적용되는 MEA의 최근 연구이슈를 제시했다. 이에 기반하여 MEA의 고도화를 위한 MEA 설계기술 개발과 MEA 제조 공정에서 일어나는 물리화학적 현상에 대한 이해 향상을 위한 소개와 이를 통한 MEA의 촉매층 구조 제어기술 개발 관련된 내용을 공유했다.

김태우 박사는 중저온(≤600℃)에서 작동 가능한 고온수전해 시스템 개발로 기존 산소이온전도체 기반 시스템(SOEC)의 작동온도(≥700℃) 한계를 극복하기 위해 프로톤전도체를 기반 한 수전해 시스템(PCEC) 개발을 목표로 하고 있는 연구진행 현황을 소개했다. 이를 위해 우리 연구원 과제를 통해 신규 프로톤전도성 세라믹 소재 확보를 위한 연구 개발에 집중하고 있으며, 타 연구 사업(NRF, KETEP)을 수주해 기존 프로톤전도성 소재 기반 PCEC의 셀, 숏스택 개발 연구를 수행 중이며, 차세대 고온수전해 핵심 소재/셀 기술 확보를 위한 연구수행 내용을 공유했다.

김승곤 박사는 자동차, 선박분야와 유사하게 항공분야에서도 정책적으로 탄소배출을 줄이기 위한 움직임이 커지고 있으며, 선진국 중심으로 수소전기 추진 항공기의 개발이 활발히 진행되고 있다고 말했다. 국내에서도 UAM과 카고드론의 개발이 추진중이며, 수년 내 개발품에 대한 인증요청이 예상돼 인증기준 구축을 위한 연구가 진행중임을 소개했다. 그리고 작년 미국 우주탐사계획인 ARTEMIS 프로젝트에 한국도 가입했다며, 우주탐사를 위한 한미간 기술협력을 소개했다. 그 중 달 현지자원 활용을 위해 재생연료전지가 에너지원으로 주목을 받고 있으며, 이에 대한 연구개발이 필요성을 제안했다.

종합토론에서는 원내의 다양한 수소 에너지 생산과 활용기술에 대한 연구현황과 현재 수행 중인 연구과제들의 중요한 기술적 이슈와 전략 등이 공유됐다.