한국에너지기술연구원, 탄소중립 '4대 아젠다' 추진

재생 에너지 기술로 에너지 전환…수소경제사회 선도

스마트 에너지 기술로 고효율 저탄소 사회 구축

이진석 책임연구원(왼쪽)과 이준규 연구원이 태양광 폐패널로부터 회수한 실리콘을 재활용해 만든 웨이퍼와 태양전지를 들고 있다. 사진=한국에너지기술연구원 제공

에너지 기술 분야를 연구·개발하는 한국에너지기술연구원(에너지연)은 국가 성장 동력 창출과 국민 경제 발전, 나아가 인류의 지속 가능한 미래 창조를 목표로 설립됐다. 특히 정부의 '2050 탄소중립' 선언에 따라 올해는 '탄소중립 달성 4대 아젠다'를 설정해 탄소중립을 위한 연구에 매진하고 있다.

◇재생 에너지 기술 개발로 '에너지 전환'=울산 차세대전지연구개발센터는 대면적 페로브스카이트 태양전지의 낮은 효율성을 개선할 '이중구조 전자수송층' 개발로 태양광 상용화의 길을 열었다. 차세대 태양전지로 주목받는 페로브스카이트 태양전지는 그동안 상용화를 위한 고효율 대면적 제조 기술개발이 요구돼 왔다.

이에 연구팀은 두께가 얇고 균일하며 저온에서도 제조 가능한 전자수송층을 개발했으며 대면적 중에서도 세계 최고 효율을 기록했다. 또 태양광 폐패널의 유리를 재활용해 고효율의 태양전지를 만드는 데 성공했다. 기술은 ㈜에이치에스티에 이전돼 곧 사업화 모델이 완성될 예정이다.

◇수소경제사회 선도=수소연구단은 암모니아에서 수소를 분리하는 '고효율 암모니아 분해 촉매반응기' 기술을 개발했다. 연구팀은 "본 기술로 친환경 수소인 그린수소(재생에너지를 통한 전기로 생산한 수소)를 대량으로 만들 수 있다"며 "해외에서 암모니아 형태로 청정수소를 수입할 때 이 기술로 경제적인 수소를 공급할 수 있을 것"이라고 말했다.

고온에너지전환연구실은 전기에너지로 물에서 수소를 뽑아내고 다시 전기로 변환하는 핵심 기술인 '평관형 셀'을 개발했다. '평관형 셀'은 변환 기술인 '양방향 고온 수전해-연료전지 기술'의 핵심 부품으로, 향후 국내 수소 관련 소재 부품 산업 등 후방 산업 발전에도 기여할 전망이다.

◇스마트 에너지 기술로 '고효율 저탄소 사회'=EMS연구실은 물의 정전분무를 이용한 고효율 공기청정기술을 개발했다. 정전분무는 물방울에 정전기를 띄우는 것으로, 정전기를 띈 물방울들은 공기 중의 미세먼지를 달라붙게 만든다. 개발된 공기청정기는 초미세먼지 집진, 부유세균의 살균, 휘발성 유기화합물의 산화가 동시에 이뤄지며 지하철 플랫폼에서 동시 저감 기술의 검증을 마쳤다.

열변환시스템연구실은 새로 건설하는 도로·철로의 방음벽과 기존에 설치된 노후한 방음벽을 대체하고 흡음·차음과 전기·열 생산도 가능한 새로운 PVT(Photovoltaic-Thermal) 방음벽 기술을 개발했다. 이 기술은 방음 성능 향상은 물론 태양광 패널의 온도를 낮춰 발전량을 증가시키고 온열을 생산하는 융합 기술이다.

◇온실가스 감축·맑은 공기=미세먼지연구실은 미세먼지 배출농도를 10분의 1 수준으로 낮추고 시설비용과 설치면적을 획기적으로 줄이는 '고성능 저비용 백필터 포집기술'을 개발했다. 이 기술은 상용화가 완료돼 향후 빠른 보급으로 미세먼지 문제 해결에 크게 기여할 전망이다.

광주바이오에너지연구개발센터는 농업 폐기물로부터 고부가 가치의 바이오 연료와 바이오 플라스틱의 중간 원료 생산, 이산화탄소도 절감할 수 있는 새로운 효소 공정을 개발했다. 이 기술은 구조 기반 계산과학을 통해 공정 상 반드시 필요한 효소를 신규 개량했다는 점에서 특별히 주목받고 있다.

에너지연은 각 연구 분야의 융합뿐 아니라 다양한 면에서 뚜렷한 실적을 보이고 있다. 에너지연 관계자는 "외부 학계·산업계와의 연계 강화와 연구 결과 기업 이전·상용화 등도 이뤄나가고 있다"며 "탄소중립은 반드시 도달해야 할 사명으로, 목표 달성을 위해 끊임없이 도전해 나가겠다"고 말했다.

전기·열 생산 방음벽 시스템. 사진=한국에너지기술연구원 제공

지하철 내 설치된 물방울 공기청정기. 사진=한국에너지기술연구원 제공

대면적 페로브스카이트 태양전지 모식도. 사진=한국에너지기술연구원 제공

암모니아를 고온 촉매분해해 수소를 생산하는 장치. 사진=한국에너지기술연구원 제공

연구원이 현미경으로 대면적 평관형 셀을 검수하고 있다. 사진=한국에너지기술연구원 제공

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