[코오롱인더스트리] 친환경 미래를 열다, 연료전지의 시대!

[코오롱인더스트리] 친환경 미래를 열다, 연료전지의 시대!

코오롱인더스트리 멤브레인, 연료전지의 녹색 미래를 만들다

안녕하세요, 코오롱 블로그지기입니다. 

최근 들어 연료전지가 미래 에너지 문제와 공해 문제를 한꺼번에 해결할 수 있는 대안으로 떠오르고 있어요. 연료전지의 원리는 전기를 이용해 물을 수소와 산소로 분해하는 것을 역이용해 전기 에너지를 얻는 것입니다. 연료전지는 중간에 발전기와 같은 장치를 사용하지 않고, 수소와 산소의 반응에 의해 전기를 직접 생산하기 때문에 높은 효율을 자랑하지요. 

연료전지의 구조

연료전지를 이해하기 위해서는 오래전 과학 시간으로 돌아가야 해요. 물의 전기분해를 기억하시나요? 물에 전기를 흐르게 하면 수소와 산소가 발생하면서 전기 에너지가 발생돼요. 연료극에서 수소는 수소 이온과 전자로 나뉘는데요. 여기서 고분자전해질막의 역할이 중요합니다. 고분자전해질막의 전해질이 수소 이온을 잘 통과시키고, 막은 연료극과 공기극을 잘 분리해야 연료전지가 기능을 발휘할 수 있습니다.  고분자전해질막을 통해 이동한 수소 이온은 산소와 결합하여 물이 되는데요. 이처럼 전기 에너지가 발생하면서 배출하는 것은 물이 전부입니다. 그렇기 때문에 환경을 해치지 않고 에너지를 만들어내는 연료전지가 미래의 대체 에너지로 각광받는 것이지요. 

이러한 연료전지에 멤브레인은 어떤 쓰임이 있을까요? 

'연료전지 수분 제어용 멤브레인 시스템'은 수소연료전지가 전기를 만들고 생기는 물질 중 수분을 여과하도록 도와주는 시스템입니다. 고분자 연료전지는 작동되는 환경에서 수분의 양이 낮아지면 성능이 떨어질 확률이 높기 때문에 일정한 수분량을 유지해주는것이 중요해요. 그래서 수소연료전지를 포함한 고분자 연료전지는 가습 시스템이 필수적입니다. 

코오롱인더스트리의 핵심기술인 멤브레인을 활용해 연료전지 시스템의 수분을 제어해주는 장치를 만드는데, 이 기술의 우수성은 이미 세계적으로 인정받았어요. 2013년 세계 최초 양산 개발하여, 현대자동차에 공급하기도 했습니다. 또한 세계적인 완성차 업체들과의 공동개발에도 힘쓰고 있고요. 최근 빠른 속도로 성장하고 있는 중국 연료전지 시장에서도 이미 제품의 기술력을 인정 받아 적용처를 넓혀가고 있습니다. 

▼ 코오롱인더스트리만의 특별한 멤브레인 시스템이 궁금하다면? ▼ 

[코오롱인더스트리] 친환경 수소연료전지차 상용화를 돕는 멤브레인 기술

에너지의 패러다임은 지금까지 수없이 전환되어 왔습니다. 나무 - 증기기관 - 석탄 - 내연기관 - 석유 - 연료전지 - 수소의 발전 흐름에 따라 탄소배출은 HIGH에서 ZERO를 향해 바뀌어가고 있지요. 그리고 에너지의 합리적인 포트폴리오 개발이 필요하다는 의견이 대두되면서 원자력 발전과 같은 대규모 중앙집중식 전력공급 체계에서 신재생에너지 보급화를 통한 분산 전원 시스템으로의 전환을 모색하고 있어요. 이렇게 에너지 효율, 연료의 다양성, 친환경 요소 등을 모두 고려했을 때 연료전지 기술이 활발하게 연구되고 주목 받는 것입니다. 

지난해 코오롱인더스트리는 미국 고어社의 수소연료전지 핵심 기술을 도입한다고 밝혔습니다. 친환경 미래 에너지로 주목받는 연료전지 시장에서 기술경쟁력을 확보해 독자적인 멤브레인 기술과 고어社의 기술을 접목해 수소연료전지용  MEA를 사업화 할 계획입니다. 본격적인 시장 확대에 대비할 수 있는 발판을 마련한 것이지요. 

 

■ MEA(Membrane Electrode Assembly, 막전극접합체) 가 무엇인가요?

고분자전해질막 연료전지의 핵심부품은 전기를 만들어내는 스택이에요. MEA는 스택에서 가장 중요한 역할을 하는 것이에요. MEA는 전기가 생성되는 화학반응이 일어나는 곳입니다. 구성을 보면 수소이온과 물의 움직임을 좌우하는 전해질막(멤브레인)이 있고, 양측에 연료극과 공기극으로 구성되는데요. 외부에서 수소 가스가 들어오면 연료극의 촉매와 반응해 수소이온과 전자로 분해되지요. 이때 전자는 외부 회로를 통해 전류를 만들고, 수소이온은 전해질막을 통과해 공기극에서 산소와 반응하는 거예요.

앞으로 더 큰 성장 가능성이 엿보이는 코오롱인더스트리의 멤브레인이 앞으로 어떤 미래를 만들어 갈지 궁금한데요. MEA제조기술을 확대해 수송용, 건물용, 발전용 등으로 확대할 계획이라고 하니, 이제 연료전지 덕분에 환경과 사람이 모두 행복할 수 있는 세상을 기다리는 일만 남았습니다.