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에너지기술연구원, 안전성과 효율 개선한 ‘수전해 분리막’ 개발
대량 생산 가능한 필름 캐스팅 방식, 전량 해외 수입 의존하던 분리막 국산화에 기여

[인더스트리뉴스 정한교 기자] 최근 다양한 산업에서 핵심소재 국산화의 바람이 거세게 불고 있는 상황에서 그동안 전량 해외 수입 중이던 수전해 분리막 역시 국산화 열풍에 탑승했다.

한국에너지기술연구원(원장 김종남) 수소연구실 조원철 박사는 수전해의 효율과 안정성 향상에 기여할 수 있도록 수소/산소 섞임을 획기적으로 낮춘 분리막을 개발했다. 수전해는 전기화학반응을 이용해 수소와 산소를 생산하는 기술이다. 재생에너지 보급이 확대되면서 전력계통의 피크 부하와 주파수 조정을 위해 세계적으로 기술 개발이 활발히 진행되고 있다.

한국에너지기술연구원이 개발한 수소/산소 섞임을 획기적으로 낮춘 수전해 분리막. 대량 생산이 가능한 필름 캐스팅 방식으로 합성돼 범용적으로 적용할 수 있어 향후 기술 상용화에도 기여할 전망이다. [사진=한국에너지기술연구원]

분리막은 수전해에서 생성된 수소와 산소가 섞이지 않게 하는 역할을 한다. 그러나 분리막의 세공 사이로 수소와 산소가 만나 섞이는 위험성이 있어 폭발 위험과 가동률에 대한 한계를 지적받아왔다.

연구진은 이러한 한계 극복을 위해 분리막의 세공 크기를 줄이면서도 전압 효율은 유지하는 분리막을 개발하는데 성공했다. 일반적으로 분리막의 세공 크기를 줄이면 저항이 증가해 전압 효율이 하락하는데, 연구진은 친수성 성분의 지르코니아 입자를 분리막에 균질하게 분포하도록 합성하는데 성공해 전압 효율을 유지하는 결과를 얻었다.

또한, 연구진이 개발한 분리막은 대량 생산이 가능한 필름 캐스팅 방식으로 합성돼 범용적으로 적용할 수 있어 향후 기술 상용화에도 크게 기여할 수 있다. 이번 연구 결과는 원자력 분야 세계 최고 권위지인 ‘인터네셔널 저널 오브 에너지 리서치(International Journal of Energy Research)’에 게재했다.

논문의 주저자인 한국에너지기술연구원 조원철 선임연구원은 “이번 분리막 개발로 해외에서 전량 수입하고 있는 분리막의 국산화가 가능하여 분리막 국산화 기술 개발에 큰 기여를 할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

한편, 한국에너지기술연구원 수소연구실은 ‘알칼라인 수전해 핵심기술개발 연구단’사업의 주관 기관으로써 알칼라인 수전해의 촉매, 분리막, 스택 등 소재 부품 장비에 대한 국산화 및 세계적 수준의 연구 성과 달성을 위한 수전해 연구를 선도하고 있다.

[정한교 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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