KIST/한전 '연료전지' 본격연구...빠르면 10년내에 실용화 가능

앞으로 10년안에 현재의 화력발전소보다 2배가 넘는 전력을 생산하면서도 크기는 오히려 작아지는 연료전지방식의 초미니 발전소가국내에 등장할 전망이다. 발전소에서 연료를 이용, 전기를 생산하는 과정을 단순화하는 한편열효율 또한 극대화시킬 것으로 보이는 ''연료전지''연구가 국내에서도본격적으로 전개되고 있기 때문이다. 많은 장점 때문에 미.일등 선진국에서는 이미 실용화 직전 단계까지연구가 진행돼있는 연료전지란 기존 화력발전소가 석유등 연료를 때서물을 수증기로 만든 후 이수증기의 힘으로 터빈을 돌려 전기를 생산하는복잡한 과정을 거치는 반면 중간 과정을 생략하고 연료를 바로 전기화시키는 기계장치로 복잡한 중간 과정을 거칠 필요가 없으므로 공정이 극히단순해지고 따라서 공장 시설이 대폭 줄어들 수밖에 없다. 연료가 직접 전기로 바뀐다면 중간 과정에서 소모되는 열량을 최소화할 수 있으므로 열효율 또한 극대화시킬 수있다는 게 연료전지의 가장 큰장점중 하나이다. 연료전지는 현재 지구에서 전기 생산의 주요 원료로 쓰이는 석유등화석의 사용 기간을 앞으로 2배 이상 늘릴 수 있다는 점에서 각광받고있으며 최근 핵폐기물 처리문제등으로 국내 원자력발전소 증축이 난관에봉착한 가운데 연구가 본격적으로 추진되고 있어 관심을 모으고있다. 국내 연료전지 개발은 그동안 실험실 안의 소규모 작업으로만 전개돼왔으나 최근 한국과학기술연구원(KIST)이 한국전력공사와 30억예산의4개년수탁연구 계약을 추진,곧 본격적인 연구를 시작할 계획이어서연구성과에 따라서는 90년대중에 산업화도 기대할 수있게 됐다. 현재 미.일등 선진국에서 개발한 연료전지는 인산형 전지 용융탄산염전지 (MCFC)고체전해질 전지(SOFC)등 모두 3가지. 일본의 경우 5년간의 집중 투자를 통해 인산형 연료전지의 산업화를 곧실현할 것으로 보이며 미국은 고체전해질 연료전지 쪽의 연구를 집중적으로추진하고있다. 인산형은 수소등 고급에너지를 필요로 하며 전극으로 백금촉매를사용하도록 돼 있어 원가 부담이 너무 클 뿐 아니라 수명도 짧아 산업화에 어려움이 있다는 평가를 받고있다. SOFC는 1천도 이상의 고온에서 촉매 처리, 전기를 생산하는 방식으로화석 연료 외에도 알콜이나 메탄등을 모두 쓸 수있고 열효율더 70%까지올릴 수있는 장점을 지니고있다. 그러나 고도의 기술 축적이 필요해 국내 산업화는 아직 요원하다는지적이다. KIST와 한전이 공동연구할 프로젝트는 MCFC. 섭씨6백50도에서 연료를 전기화하는 방식이며 니켈을 촉매로 사용한다.SOFC보다 열효율등에서 다소 부족한 점이 있지만 인산형의 단점 중 하나로지적되는 연료의 개질작업을 생략, 생산성을 높일 수있고 메탄등을 연료로활용할 수있는 가능성도 있어 국내 실정에서는 가장 합리적인 방식이라는평가를 듣고있다. 윤경석 KIST 공정연구부장은 "연료전지의 산업화에 성공한다면 열효율이높아지므로 우선 전기값이 싸지고 복잡한 기계가 없어져 공장 시설이 단순화될 뿐 아니라 공해문제도 해결되는 1석3조의 효과를 거두게 될 것"이라며 "특히 핵폐기물 문제로 발전능력 증대가 힘들어지고 있는 국내현실을 감안할 때 매우 효용성이 높은 연구 중 하나로 생각한다"고말했다.