포스텍 연료전지연구소(소장 최경만)는 연료전지에 필요한 핵심 기술을 연구해 연료전지 상용화를 앞당기기 위해 2004년 4월 설립됐다. 연구소의 핵심 기술은 단위전지(Unit Cell) · 스택(Stack) · 시스템(System) · 연료(Fuel)연구 등을 포함하고 있다. 현재는 고체산화물 연료전지(SOFC:Solid Oxide Fuel Cell) 연구 및 개발에 역량을 집중하고 있다. 연구소는 최경만 소장을 비롯해 29명의 교수와 2명의 전임연구원으로 구성돼 있다.
연구소는 영남대,포항금속소재산업진흥원,포항산업과학연구원,포스텍 철강대학원 등과 연계해 연구 · 개발을 진행하는 등 다양한 산학연계 사업을 진행하고 있다. 그간의 연구를 통해 지르코니아(Zirconia)계 전해질 기반 금속지지체형 단위전지 기술 및 고출력 특성확보 분야에서 세계 최고 수준의 성과를 거뒀다는 평가다.

연구소가 중점적으로 개발하고 있는 SOFC는 금속지지체형과 마이크로형 두 가지다. 금속지지체형은 연료전지에서 기계적인 특성을 담당하는 지지체를 기존의 세라믹에서 금속으로 대체한 것.이를 통해 기존의 SOFC가 가진 낮은 열충격 저항과 취성(물체의 급작스런 파괴현상)을 보완할 수 있게 된다. 또한 금속 특유의 강도와 유연성이 연료전지에 결합돼 얇고 튼튼한 구조를 구현할 수 있다. 이런 방식으로 개발한 금속지지체형 SOFC는 중 · 대형 발전용 시스템뿐 아니라 자동차용 및 휴대용 전원장치로도 활용이 가능하다.

마이크로형은 박막공정을 세라믹 연료전지 제작 공정 중에 도입하는 것이다. 이를 통해 SOFC를 구성하는 각 요소를 소형 · 미세화할 수 있으므로 전지 저항을 감소시킬 수 있다. 또한 기존 SOFC에 비해 낮은 온도에서도 구동시킬 수 있으며 전지의 집적화에도 유리하다. 연료전지를 소형화 · 집적화하면 노트북 · 휴대폰과 같은 휴대용 전원에도 사용할 수 있다.

SOFC 상용화를 위해서는 기존의 가정용 · 발전용뿐 아니라 자동차 · 선박 · 항공기 등과 같은 교통수단용과 노트북 · 휴대폰 등의 휴대용 전원으로의 적용이 필수적이다. 이런 관점에서 연구소의 금속지지체형 SOFC 연구는 기존 SOFC의 약점을 해결해 연료전지 상용화를 크게 앞당길 수 있을 것으로 기대되고 있다.

남윤선 기자 inklings@hankyung.com