▲(왼쪽부터)박원서 학생, 이상훈 학생, 박준영 교수, 박광호 박사
▲박준영 교수 연구팀이 실험을 진행하고 있다.
나노신소재공학과 박준영 교수 연구팀은 (주)이앤코아, 연세대학교, 독일 항공우주연구소(DLR), 세라믹 전문기업 Kerafol과 함께, ‘그린수소 생산을 위한 고성능·고신뢰성 고체산화물 수전해 단전지 및 스택 개발’ 국제 공동연구를 진행 중이다. 이 프로젝트는 이산화탄소 배출 없이 수소를 생산할 수 있는 ‘그린수소’ 기술의 상용화를 앞당기는 중요한 이정표가 될 것으로 기대된다.
고체산화물 수전해전지(Solid Oxide Electrolysis Cell, SOEC)는 고온에서 작동하는 전기분해 장치로, 전기를 이용해 물을 수소와 산소로 분해한다. 특히 이산화탄소 배출 없이 고순도의 수소를 생산할 수 있어 차세대 친환경 에너지 기술로 주목받고 있다. 이 기술은 현재 가장 효율적인 그린수소 생산 방식으로 평가받고 있으며, 향후 수소경제의 핵심 기술로 자리매김할 전망이다.
이번 연구에서 박 교수 연구팀은 수소 생산 장치의 핵심 부품인 전해질 지지형 전지(Electrolyte Supported Cell, ESC)와 이를 적층한 스택의 성능 향상 및 안정성 확보를 목표로 연구를 진행하고 있다. 세종대는 특히 고활성 공기극 및 연료극 소재 개발, 전기화학적 특성 분석, 장시간 내구성 평가 등을 담당하며, ESC 기술의 핵심인 전극 성능 개선에 주력하고 있다.
협력 기관인 DLR은 SOEC 스택의 장기 성능 및 안정성 평가에 있어 세계적인 전문성을 갖춘 독일 국책 연구기관으로, 본 프로젝트에서는 개발된 ESC및 스택의 평가와 분석을 담당한다. Kerafol은 ESC 제작에 특화된 독일 세라믹 기업으로, 고성능 전해질 및 밀봉재 생산을 통해 ESC 단전지 및 스택의 핵심 부품을 공급하고 있다.
이번 국제 공동연구는 한국의 수소 생산 기술을 한 단계 도약시키는 동시에, 독일의 선진 기술을 접목해 세계적인 기술 경쟁력을 확보하려는 노력의 일환이다. 특히 기존에 주로 연구되던 연료극 지지형 전지(Anode Supported Cell, ASC)와 다른 전해질 지지형 전지(ESC) 기술 개발에 주목하고 있다. 이번 연구는 국내 최초로 ESC 기반 스택의 설계 및 평가에 도전하는 사례로, 향후 기술 발전과 상용화 가능성을 가늠할 수 있는 의미 있는 시도로 평가받고 있다.
박준영 교수는 “이번 협업은 단순한 기술 개발을 넘어, 수소 중심의 에너지 전환 시대를 대비하기 위한 국제적 기술 협력의 좋은 사례가 될 것”이라며, “연구 성과를 바탕으로 국내외 수소 시장에서 세종대의 기술이 뿌리내릴 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다.