반도체 박막공정 이용 SOFC 셀과 스택 개발 · 사업화 협력
한전 전력연구원(원장 이중호)과 ㈜에이치앤이루자는 지난 7일 고체산화물 연료전지(SOFC) 기술 확보 일환으로 ‘반도체 박막 공정을 이용한 SOFC 스택 기술 개발 및 사업화 협력’ 양해각서를 체결했다고 11일 밝혔다.
현재 연료전지는 수소와 산소의 전기화학 반응을 통해 전기와 열을 생산하는 고효율, 친환경 발전기술로 재생에너지의 간헐성을 보완하는 분산전원으로 주목받고 있다.
특히 그 중 SOFC는 연료전지 중에서 발전효율이 가장 높고, 암모니아, 바이오매스 등의 다양한 청정연료의 활용과 복합발전 구성이 용이해 발전용 연료전지 시장을 주도하고 있는 상황이다.
최근 전 세계적으로 발전용 연료전지 시장은 급격하게 성장하고 있으며, 국내도 청정수소발전 의무화제도의 도입으로 SOFC 발전시스템 수요가 확대되고 있다. 그러나 핵심 부품인 스택 모듈의 해외 의존도가 높아 국산화가 시급한 실정이다.
전력연구원은 3kW와 20kW급 SOFC 시스템을 개발해 계통연계 실증을 완료하고, 3kW급 시스템은 2021년에 KS인증을 획득했으며, 2022년부터는 고내구성, 저비용의 전해질지지체식 SOFC 스택 국산화 기술을 개발하고 있다.
전해질지지체식 셀은 안정성이 우수하여 스택 내구성 확보에 유리하지만, 고온 운전에 따른 금속분리판의 부식과 낮은 출력밀도의 문제점을 안고 있다.
전력연구원은 스택의 출력밀도와 내구성을 향상하고 제작비용을 절감하는 것을 목표로 연구를 수행 중이다. 이를 위해 금속분리판의 고온 내산화성 코팅 소재를 개발했으며, 신규 전해질 소재와 기존의 제조공정을 개선한 대면적(유효면적 10×10㎠ 이상) 전해질지지체식 셀 제조공정을 확보했다.
따라서 이번 양해각서 체결을 통해 전력연구원의 SOFC 스택 기술과 ㈜에이치앤이루자의 반도체 박막공정을 융합해 고품질의 스택 양산기술을 확보하고, 향후 신사업 진출을 위한 협력을 지속적으로 확대할 계획이다.
양사는 SOFC 스택용 금속분리판에 고품질 산화방지막을 코팅하기 위해 반도체 박막 공정인 스퍼터링 기술을 적용하여 양산공정을 확보할 예정이다.
향후 SOFC의 상용급 기술 확보를 위해 공동연구과제를 발굴하여 박막 공정을 SOFC 셀 제조까지 확대하고 양산에 적합한 대면적화 기술을 확보할 계획이다. 이를 통해 SOFC의 핵심기술을 국산화하고 사업화를 앞당길 수 있을 것으로 기대되고 있다.
전력연구원 관계자는 “이번 협약을 통해 SOFC 분야의 신사업 진출을 위한 협력체계를 공고히 하고, SOFC의 핵심기술을 확보하여 기술자립도를 높이고 발전분야 탄소중립의 실현에 이바지할 것”이라고 밝혔다.