전기-열-냉수 다쓰는 삼중열병합 연료전지 나온다
전기-열-냉수 다쓰는 삼중열병합 연료전지 나온다
  • 채덕종 기자
  • 승인 2020.01.16 12:00
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에기硏, 연구소 기업 설립해 건물용 연료전지 시장 진출 도전
스택효율 54%로 최고 수준의 ‘5kW 고온-고분자형’ 양산 준비
▲5kw급 고온 고분자 연료전지.
▲5kw급 고온 고분자 연료전지.

[이투뉴스] 차세대 건물용으로 전기와 열, 냉수까지 공급이 가능한 삼중 열병합발전 방식의 연료전지시스템이 순수 국내 기술로 시장에 나온다. 연료전지에서 나오는 50%의 열에너지 활용에 중점을 뒀다. 특히 원천기술을 가진 에너지기술연구원이 연구소기업을 만들어 시장 참여 및 해외진출까지 나서는 형태라는 점에서 안착여부가 주목된다.

한국에너지기술연구원(원장 김종남)이 세계 최고 수준의 고온 고분자 연료전지 기술을 바탕으로 연구소 기업을 설립해 본격적인 고분자 연료전지 시스템 사업화에 돌입했다. 연구소 기업은 연구원이 보유하고 있는 기술을 직접 사업화하기 위해 ‘연구개발특구 육성특별법’에 따라 설립된 기업을 말한다.

최근 가정·상업용 건물의 에너지 사용량 증가로 인해 도시지역의 전력 수요가 급격히 증가하고 있다. 더불어 제로에너지건축물 확대나 일정건물 이상 신재생에너지 설치 의무화 등으로 도시지역 건물을 대상으로 연료전지 등 분산형 에너지 시스템 도입이 필요한 상황이다.

이에 따라 에너지기술연구원은 동아화성(대표 임경식, 성락제)과 합작투자를 통해 지난해 12월 연구소 기업 동아퓨얼셀(대표 이성근)을 설립하고, 연구원이 보유한 ‘고온 고분자 연료전지 핵심기술’을 기반으로 국산 건물용 연료전지를 개발하고 시장에 공급한다는 방침 아래 본격적인 행보에 나섰다.

에너지기술연구원의 5kw급 고온 고분자 연료전지는 전기와 온열은 물론 냉열까지 생산하는 삼중 열병합발전이 가능해 기존 전기와 열만 생산하는 연료전지 시스템에 비해 경제성이 탁월하다. 따라서 지역난방 등 집단에너지와 연결할 경우 장점이 극대화될 전망이다. 스택의 전기효율 역시 54% 수준으로 세계 최고 수준을 자랑한다.

▲에너지기술연구원과 연구소기업 간 협력 전략.
▲에너지기술연구원과 연구소기업 간 협력 전략.

고온 고분자 연료전지는 160도 이상의 고온에서 운전되기 때문에 냉각재로 물 대신 오일을 사용한다. 그러나 사용되는 오일에 의해 막전극접합체가 오염돼 성능이 저하되는 문제가 있었다. 연구진은 해외에서 사용하는 카본 기반 냉각판을 금속기반 독립형 냉각판으로 대체해 냉각 오일 유입으로 인한 성능 저하를 원천적으로 차단했다.

더불어 분리판에 사용되는 카본과 금속 기반 냉각판 사이의 소재 이질성으로 발생하는 전기 저항을 최소화하기 위해 냉각판 완충 레이어를 새로 도입하고 스택 전기효율도 향상시켰다.

연구소 기업인 동아퓨얼셀은 올해 5kW급 연료전지 제품을 내수시장에 본격 출시할 예정이며, 이후 양산설비를 확충해 해외 시장 진입을 위한 추가 기술이전 등을 진행할 계획이다.

연구책임자인 김민진 연료전지연구실 책임연구원은 “연구원이 개발한 연료전지 기술은 시스템에서 나오는 에너지 중 모두 50%에 달하는 열에너지의 적절한 수요를 찾아줌으로써 건물용 연료전지 시장을 대폭 확장시킬 것”이라고 말했다. 이어 “이번 연구소 기업과의 지속적인 협업을 통해 내수는 물론 해외시장에 진출함으로써 향후 글로벌 시장에서 선도적 위치를 차지하는 것이 목표”라고 각오를 다졌다.

채덕종 기자 yesman@e2news.com


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