산업교육연구소는 지난달 28일 사학연금회관에서 ‘고체산화물연료전지 연구, 기술개발동향과 상용화 및 사업성분석 세미나’를 개최해 국내 SOFC 산업 기술동향과 상업화 촉진을 타진하는 자리를 만들었다.

제3세대 연료전지라고 불리는 고체산화물 연료전지(SOFC: Solid Oxide Fuel Cell)는 1,2세대로 불리는 PAFC·MCFC에 비해 발전효율이 월등히 높고 수소 이외의 다양한 연료사용 등의 장점이 있다. 향후 시장이 본격적으로 개화되면 기존 건물용, 발전용 연료전지의 싱당 부분을 대체할 것으로 주목받고 있다.

특히 상대적으로 안정성도 뛰어나 스마트폰이나 드론 등 실생활과 밀접한 소형 배터리에도 적용이 가능해 상용화 후 배터리 시장에 큰 변혁을 일으킬 것으로 보인다.

SOFC는 다른 종류의 연료전지보다 월등한 발전효율과 함께 환경친화적이며 소음이 거의 없는 등 다양한 이점을 가지고 있지만 기존에 상용화된 연료전지에 비해 고가격이어서 핵심부품인 스택의 가격절감을 위해 전극재료의 저가소재 개발이 시급한 상황이다. 연료로 사용되는 LNG의 합리적 가격을 위해서도 관련기관의 지원도 필요한 실정이어서 SOFC 상용화를 위해서는 기술력을 기반으로 하는 경제성 확보와 정부의 육성정책이 필수 과제가 되고 있다.

이번 세미나는 SOFC 연구, 기술개발동향, 참여기업체현황 및 상용화 전망과 SOFC 발전시스템 및 PAFC·PEMFC·MCFC와의 비교하고 사업성분석을 공유한다. 또한 성능향상을 위한 각종소재와 각종부품 연구, 기술개발동향 및 상용화 전망으로부터 적용사례 및 사업화동향에 이르기까지 SOFC의 제반정보를 나눴다.

△최근 SOFC 연구, 기술개발동향과 참여기업체 현황 및 상용화 전망(이동원 SOFC산업화포럼 회장) △SOFC 발전시스템과 PAFC, PEMFC, MCFC와의 비교 및 사업성 분석(이영덕 한국기계연구원 박사) △SOFC 성능향상을 위한 소재 및 단전지 개발이슈(유지행 한국에너지기술연구원 박사) △고성능 SOFC를 위한 첨단재료기술과 그 현황과 전망(신태호 한국세라믹기술원 박사) △SOFC용 나노기술 개발동향(윤경중 한국과학기술연구원 박사) △SOFC 시스템 연구, 기술개발동향과 적용사례 및 사업화 동향(신석재 경동나비엔 수석연구원) △SOFC 스택과 단전지 기술동향과 적용사례 및 사업화 동향(최성호 미코 이사) △SOFC 재료 기술개발 및 사업화 동향(임경태 케이세라셀 대표) 등이 주제발표됐다.

이동원 SOFC산업화포럼 회장은 ‘최근 SOFC 연구, 기술개발동향과 참여기업체 현황 및 상용화 전망’ 발표를 통해 SOFC산업에 더 많은 정부지원과 육성, 보급활동이 필요하다고 지적했다. 특히 타 재생에너지원대비 고효율, 고가동률, 저면적, 저배출물 등의 장점과 함께 석탄화력, 가스터빈 등 기존연소기술과 바이오매스 등 폐에너지를 활용해 에너지 효용성·가용성을 더 높일 수 있는 유일한 연료전지가 SOFC라는 설명이다.

이영덕 한국기계연구원 박사는 ‘SOFC 발전시스템과 PAFC, PEMFC, MCFC와의 비교 및 사업성 분석’을 발표했다. SOFC와 타 연료전지시스템과의 비교를 통해 각각의 특징과 연구동향을 소개했다. 특히 발전효율과 경제성, 환경영향 분석 등 종합적 측면에서 연료전지 발전시스템을 분석했다.

신태호 한국에너지기술원 박사는 ‘고성능 SOFC를 위한 첨단재료기술과 그 현황과 전망’을 발표했다. SOFC의 활용분야를 살펴보고 이를 통한 장점과 전망을 소개했다. 특히 생산성, 신뢰성, 비용절감이 SOFC 발전 및 상업화의 주요쟁점으로 논의되고 있으며 고온에서의 저가소재, 제조공정 및 스택유지 비용절감, 스택 및 소재의 신뢰성, 고온 REDOC 환경 소재내구성 등이 지향점으로 나타났다.

운경중 한국과학기술연구원 박사는 ‘SOFC용 나노기술 개발동향’을 발표했다. SOFC는 효율, 양질의 열, 연료 다변성, 모듈화 등 다양한 측면에서 장점을 보유하고 있으나 고온작동으로 인한 안정성 부족이 아쉬운 실정이다. 이를 위해 작동온도를 낮추며 성능손실을 최소화할 수 있는 나노기술과 함께 음극지지형 박막 SOFC, 구조변형억제 나노구조 전극 등의 해결책이 될 수 있다.

신석재 경동나비엔 수석연구원은 ‘SOFC 시스템 연구, 기술개발동향과 적용사례 및 사업화 동향’을 발표했다. 경동나비엔은 E-stop, thermal cycle이 가능한 시스템으로 소비자 니즈에 접근하고 있으며 실제 운전조건에서 시스템 신뢰성 확보를 위한 작업이 진행되고 있다. 경동나비엔이 개발중인 700W급 SOFC시스템은 발전효율 45%, 종합효율 86%이며 향후 통합시스템의 안정화, 기술고도화, 저가화를 이룰 방침이다.

최성호 미코 이사는 ‘SOFC 스택과 단전지의 기술동향과 적용사례 및 사업화 동향’을 발표했다. 미코는 소재개발부터 단전지, 스택, 시스템까지 독자적인 공정기술을 확보하고 있으며 효율적인 개발접근법으로 응용력을 확보한 스택기술을 보유하고 있다. 특히 세계 최초 5kW급 SOFC-Engine 하이브리드 시스템 시험운전에 성공한 상태다. 향후 분산발전용 고신뢰성 고출력 SOFC 스택 제조기술 개발에 주력한다는 계획이다.