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테크노트 에너지기술연구원, 효율 10배 이상 높인 PEM수전해 촉매 개발

촉매 표면의 모양만 바꿔 수전해 효율 10배 이상 향상 실시간 X-선 흡수 분광법 이용해 구조-성능 인과 규명 한국에너지기술연구원이 경북대학교, 조지아 공과대학과의 공동연구를 통해 효율이 10배 이상 향상된 고성능 PEM수전해 촉매를 개발했다. PEM수전해는 Proton Exchange Membrane(수소이온 교환막) 혹은 Polymer Electrolyte Membrane(고분자 전해질막)을 이용하는 수전해 방식이다. 한국에너지기술연구원 연구진(플랫폼연구실 김병현, 수소연구단 조현석 박사)은 촉매 표면의 모양만 바꿈으로써 수전해 효율을 기존 촉매보다 10배 이상 크게 향상 시켰다. 물을 전기분해해 수소를 추출하는 수전해는 수소 생산 과정에서 온실가스나 대기오염 물질을 배출하지 않아 친환경적이다. PEM수전해 기술은 전해질 없이 순수한 물을 전기분해해 고분자 전해질 막을 통해 수소이온을 이동시키는 기술이다. PEM수전해 기술은 높은 효율로 고전류밀도 운전이 가능하기 때문에 상대적으로 설비 설치에 적은 부지가 필요하고 응답성이 빠르다. 따라서 재생에너지와 연계했을 때 변동성에 대응이 용이하다는 장점이 있다. 하지만 유일한 소재로 알려진 촉매 ‘이리듐산화물’의

조상록 기자

2021-12-17 10:25

일반뉴스 인천 연료전지 발전소 준공, 연간 3.2억kWh 전력 생산하는 원리는?

헬로티 조상록 기자 | 인천 연료전지 발전소 준공식이 오늘 열렸다. 발전은 지난 6월부터 시작했다. 인천 연료전지 발전소는 발전사인 한국수력원자력, 도시가스 공급사인 삼천리와 두산건설이 함께 추진해 온 사업으로, 2019년 11월부터 약 18개월에 걸쳐 건설이 완료되었다. ㆍ시설용량 : 39.6MW ㆍ연간 전력 생산 : 3억2,000만kWh(약 8.7만 가구가 사용) ㆍ연간 열 생산 : 16만4,000Gcal(약 2.6만 가구가 사용) ㆍ공급 지역 : 인천 동구 등의 주변 대규모 주거지 인천 연료전지 발전소는 어떻게 가동되나? 연료전지는 물의 전기분해를 역이용하는 원리로 전기를 발생시킨다. 물을 전기분해할 때 수소와 산소가 발생되는데, 반대로 수소와 산소를 화학반응시키면 전기, 물, 열이 발생한다. 연료전지의 전기 발생 과정은, ①LNG를 수증기와 반응하여 수소를 전환시킨다. 다음으로 ②수소와 산소의 전기화학 반응으로 직류 전기를 생산한다. 끝으로 ③전력변환장치를 통하여 직류 전기를 교류 전기로 변환한다. 연료전지 발전소는 기존 발전소 방식보다 효율적이다. 기존 발전소는 연료 에너지를 수증기로 바꾼 다음 터빈을 돌려 전력을 생산하는 구조인데, 연료전지 발전소

조상록 기자

2021-07-02 15:26

일반뉴스 에너지기술연구원, 84% 효율 내는 '10kW급 알칼라인 수전해 스택' 개발

헬로티 조상록 기자ㅣ 한국에너지기술연구원 수소연구단 김창희 박사 연구진은 물을 전기분해해 최대 84%의 효율로 시간당 2Nm3의 그린수소를 생산할 수 있는 ‘10kW급 알칼라인 수전해 스택’을 자체 개발했다. 수전해 스택이란 공급된 물이 분해되어 실제로 수소가 생산되는 핵심 장치로 전극, 분리막, 분리판, 셀프레임 등의 단위 부품을 필요 출력에 따라 여러 장부터 수백 장씩 쌓아서 만든다. 독일, 일본, 미국 등 해외의 기술 선도국들은 수전해 수소 생산 기술의 중요성을 인식하고 약 20년 전부터 기술 개발을 지속해 현재 약 80% 내외의 효율로 수소 생산이 가능한 MW급 수전해 스택 및 소재·부품 기술을 보유하고 있다. 반면 국내는 수전해 산업 인프라 미비로 관련 소재·부품 원천기술 확보 상황이 열악하고 수전해 스택의 수소 생산 효율도 70% 이하에 그치고 있어 해외 선도 기업과는 큰 기술 격차를 보이고 있다. 또한, 국내 수전해 소재·부품 연구는 원천 소재 레벨에서의 기술 탐색은 많았지만 이런 기술들이 실제 수전해 스택에 적용될 수 있는 스케일의 전극, 분리막으로 확장되지 못했다. 이러한 상황 속에서 연구진은 해외 선도 기업과의 기술 격차를 줄이고 국내 수소

조상록 기자

2021-06-24 15:30