[과학의 날] 에너지연, 고효율 저탄소 사회 구축 '매진'

3030/5060 실현 위한 재생에너지 혁신 기술 개발
수소 공급·활용 기술로 수소경제사회 발전 선도
저탄소 사회 구축 위한 스마트에너지 기술 개발 박차
전 세계적 문제 '기후변화' 대응 위한 청정기술 연구

에너지연 연구원이 암모니아 분해반응기의 운전데이터를 기록하고 있다.

현재 인류는 산업과 과학발전의 영향으로 물질적 풍요를 누리고 있지만, 양날의 검처럼 기후 변화 위기에도 직면해 있다. 기후 변화는 동물을 멸종하게 만드는 등 생태계를 파괴하고 있어 전 세계적인 문제로 대두되고 있다. 그렇다면 기후변화를 해결할 수 있는 방안은 무엇일까? 답은 온실가스에 있다. 온실 가스를 줄이는 것만으로도 기후변화 문제를 해결할 수 있다.

이미 세계 각국은 모든 역량을 집중해 온실 가스를 배출하지 않는 새로운 에너지 시스템에 대해 연구하고 있다.

우리나라에서도 국내 유일의 에너지 기술 전문 연구 기관인 한국에너지기술연구원(이하 에너지연)이 과학기술의 발전과 환경 보존이라는 두 마리 토끼를 잡기 위해 새로운 에너지 연구에 온 힘을 쏟고 있다. 정부의 탄소중립 선언 이후 핵심 화두로 떠오른 2050 탄소중립 달성을 위해 2022년도 '탄소중립 4대 아젠다'를 설정하고 연구에 매진하고 있으며 고효율 저탄소 사회 구축에 기여하고 있다.



▲재생에너지 혁신 기술 개발로 에너지 전환 3030/5060 실현=에너지연은 에너지 전환 3030/5060 실현을 위해 재생에너지 혁신 기술에 박차를 가하고 있다.

에너지저장연구실 이진석 박사 연구진은 기하급수적으로 증가하는 태양광 폐패널의 유리를 분리하여 재활용하고, 회수한 소재로 고효율의 태양전지를 만드는 데 성공했다. 특히 이번 연구는 상용화가 가능한 스케일업 수준이어서 주목받고 있으며 ㈜에이치에스티에 기술 이전돼 곧 사업화 모델이 완성될 예정이다.

울산차세대전지연구개발센터 김동석 책임연구원은 대면적 페로브스카이트 태양전지의 '이중구조 전자수송층' 제조 기술을 개발하여 태양광 상용화의 길을 열었다. 연구팀이 개발한 전자수송층은 대면적에서도 세계 최고 수준의 변환 효율을 기록하였으며, 이 연구 결과는 세계 최고 권위의 학술지 'Science'에도 게재됐다.



▲수소 공급 및 활용 기술로 수소경제사회 발전 선도=에너지연은 재생에너지 혁신 기술 뿐 아니라 수소 공급 및 활용 기술을 개발해, 수소경제사회 발전을 선도하고 있다.

수소연구단 정운호 박사 연구진은 국내 최초로 암모니아를 원료로 하는 수소 생산용 가압형 암모니아 분해 반응기 핵심 기술 개발에 성공함으로써 수소사회의 주도권을 선점할 수 있게 됐다. 특히 신재생에너지 발전에 취약한 우리나라는 2030년부터 해외에서 생산된 CO-free 수소 도입 전략을 마련하고 있는데 이번 연구로 암모니아가 수소 캐리어로서 큰 역할을 할 것으로 기대하고 있다.

고온에너지전환연구실 서두원 책임기술원은 전기에너지를 이용해 물에서 수소를, 필요 시 다시 전기로 변환하는 고효율 양방향 고온 수전해-연료전지 기술의 핵심 부품 '평관형 셀' 제조 기술을 개발하기도 했다. 이 기술은 ㈜에이프로에 이전되어 국내 수소 관련 소재 부품 산업 등 후방 산업 발전에 기여할 것으로 기대를 모으고 있다.



▲고효율 저탄소 사회 구축=스마트 에너지 기술도 개발해 저탄소 사회 구축에 기여하고 있다.

EMS연구실 최종원 박사 연구진은 물의 정전 분무를 이용한 고효율의 공기 청정 기술을 개발하고 실증 연구도 성공리에 마쳤다. 해당 연구는 별도의 첨가제 없이 정전 분무 기술로만 초미세 먼지 집진, 부유 세균 살균, 휘발성 유기 화합물 산화가 동시에 이루어지는 청정 기술이다. 해당 기술을 적용한다면 지하철역 이외 다중 이용 시설의 경제적, 효과적 공기질 개선에 큰 도움을 줄 것으로 보인다.

열변환시스템연구실 강은철 박사 연구진은 흡음·차음 및 전기·열 생산이 가능한 새로운 PVT(Photovoltaic-Thermal) 방음벽 기술을 개발하기도 했다. 이 기술은 종래의 방음벽 대체 기술로 태양광 패널과 태양열 집열기, 흡음재 등을 활용해 차음과 흡음에 의한 방음 성능 향상은 물론 태양광 패널의 온도를 낮춰 발전량을 증가시키는 동시에 온열을 생산해 활용하는 융합 기술이다.

에너지연 연구원들이 유리를 분리·회수하기 위해 태양광 폐패널을 개발장치에 넣고 있다.

▲탄소계 에너지 청정기술=에너지연은 탄소계 에너지 청정 활용 기술을 통해 온실가스 감축은 물론 국민에게 맑은 공기를 제공하기 위해 노력하고 있다.

미세먼지연구실 박현설 박사 연구진은 미세먼지 배출농도를 1/10수준으로 낮추면서 시설비용과 설치면적을 획기적으로 줄일 수 있는 '고성능 저비용 백필터 포집기술'을 개발했는데, 해당 기술은 포스코 광양 제철소에 적용돼 성공적으로 실증운전을 완료했다.

광주바이오에너지연구개발센터 민경선 박사 연구진은 농업 폐기물로부터 바이오 연료 및 바이오 플라스틱의 중간 원료를 생산하는 신규 효소 공정을 개발하는 데 성공했다. 비식용성 바이오매스를 활용해 고부가 가치의 바이오 연료 및 바이오 플라스틱의 중간 원료 생산과 이산화탄소 절감을 동시에 달성할 수 있는 새로운 길을 열린 셈이다.



▲기술 이전 통해 탄소중립 실현=에너지연은 코로나19로 어려운 상황에도 2021년 기관 설립 이래 최고의 기술이전 성과를 달성, 타 연구기관 대비 뛰어난 실적을 보인다. 단순한 연구 단계에만 그치지 않고 개발한 연구 결과를 과감하게 국내 기업에 이전, 사업화 및 상용화에 성공을 거두고 있다.

이와 함께 협력 생태계 조성으로 국내 에너지 관련 강소기업 육성하고자 애로기술 개발은 물론 전주기 지원 체계도 조성하고 있다.

에너지연구원 관계자는 "코로나19로 어려운 상황에도 기관 설립 이래 최고의 기술이전 성과를 달성하는 등 저탄소 사회 구축에 매진하고 있다"며 "에너지연은 탄소중립의 길을 개척하기 위해 많은 노력을 기울이겠다"고 말했다.
김성현 기자 larczard@