첨단기술이 희망과 미래…GS칼텍스의 연료전지 기술

기사승인 2009-03-15 19:08:01

[쿠키 경제] GS칼텍스 신에너지연구센터(이하 연구센터). 차세대 에너지 분야로 사업영역을 확대하고 있는 GS칼텍스의 ‘심장’이다. GS칼텍스의 미래가 신에너지연구센터에 달려 있다고 해도 과언이 아니다. 허동수 회장의 올해 첫 공식일정도 연구센터 방문으로 시작될 정도다.

2006년 12월 문을 연 연구센터엔 회사의 차세대 캐시카우(현금창출원)가 될 박막 전지, 건물용 연료전지, 차세대 2차전지의 일종인 전기이중층커패시터(EDLC)의 핵심 부품인 탄소소재 등 신재생에너지 제품에 대한 연구가 진행 중이다.

◇세상을 움직이는 박막전지=박막전지는 얇은 공간 안에 전지의 구성요소인 양극, 전해질(전류를 흐르게 하는 물질), 음극을 넣어 막으로 처리한 전지를 뜻한다. 두께가 100㎛(1㎛=1/1000㎜) 이내로 일반적인 사람의 머리카락 두께에 불과하다. 현재까지 나온 가장 얇은 전지로 원재료 물질을 진공상태에서 증착하는 반도체 공정기술도 함께 이용해야 하는 첨단 기술이다.

일반적인 전지와 다르게 양극 사이에 있는 전해질이 고체로 돼있어 폭발 위험이 전혀 없고 수명도 길어 반영구적 특성을 갖고 있다. 얇고 휘어지는 성질로 인해 소규모 IT 및 휴대 제품의 전원으로 각광 받을 전망이다. 스마트 카드, 무선인식기술(RFID) 등 저전력이 필요한 제품으로 사용 가능해 의료, 유통 등 다양한 분야에 쓰일 수 있다.

초박막전지는 GS칼텍스의 자회사 누리셀의 연구에 힘입어 현재 상용화 전단계에 와 있다. 누리셀은 세계에서 2번째로 박막전지를 개발한 한국과학기술연구원(KIST) 출신의 연구원들이 세운 회사로 2007년 12월 GS칼텍스의 자회사로 편입됐다.

누리셀 박호영 연구소장은 “미국 시장조사업체 나노마켓에 의하면 2015년 전세계 박막전지 시장은 50억달러(현재 환율 적용시 약 74조원)를 넘는 것으로 조사됐다”며 “현재 국내 기술은 세계 최고 수준에 도달한 만큼 시장에서 주도권을 잡을 수 있을 것으로 본다”고 말했다.

◇열병합 발전을 집안에서=연료전지는 수소와 산소의 화학 반응을 이용해 전기를 만든다. 발전 과정에서 공해 물질이 배출되지 않고, 전기를 만드는 효율이 높아 차세대 에너지원으로 각국에서 연구가 진행 중이다.

GS퓨얼셀은 연료전지 중에서도 일반 가정이나 상가에서 손쉽게 사용할 수 있는 건물용 연료전지를 개발해 대량생산을 앞두고 있다. 현재는 50㎾급 연료전지 시스템과 도시가스를 이용하는 1㎾급 가정용 연료전지, 3㎾급 가정용 연료전지를 개발했고 120㎾급 대형 연료전지도 개발이 진행 중이다.

이 중 가정용 연료전지는 보일러보다 다소 큰 크기로 수소 밀도가 높은 도시가스를 이용해 수소를 분리한 후 연료로 사용한다. 전기뿐 아니라 난방과 온수 문제를 함께 해결할 수 있어 현재 시스템보다 에너지를 20∼26% 정도 줄일 수 있다. 또 이산화탄소 배출량도 40%가 감축돼 환경면에서도 장점을 갖고 있다.

도시가스 요금은 다소 증가하지만 효율이 좋고, 전기요금이 줄어들어 전체적으로는 연간 50∼100만원 정도의 광열비를 줄일 것으로 예측된다. 가정용으로 보급되는 만큼 가격이 결정적인 요소로 작용할 것으로 보이지만 정부 보조금과 보급 수량에 따라 가격이 크게 하락할 것으로 보고 있다. 퓨얼셀측은 적극적인 보급을 통해 시장이 활성화될 경우, 2020년 이후 국내에서만 연간 200만대 규모의 시장이 형성될 것으로 예측한다.

◇EDLC용 탄소소재 시장 석권 시간 문제=GS칼텍스는 지난 1월 일본 최대 정유회사인 신일본석유와 함께 친환경적인 에너지 저장장치인 EDLC용 탄소소재를 생산하기 위한 합작 법인을 설립하고, 한국 내에 공장을 짓기 위한 계약을 체결했다. EDLC는 물리적인 흡탈착에 따른 축전 현상을 이용한 에너지로 순간 충전이나 고출력이 가능해 하이브리드 전기차용 전원 등으로 주목을 받고 있다.

EDLC용 탄소소재는 에너지 저장 능력을 결정하는 요소인 전극 제조에 필요한 핵심 소재로 고도의 활성화 및 세정 기술이 필요한 첨단 소재다. GS칼텍스는 2010년 4월부터 세계 최대 규모인 연간 300t의 EDLC용 탄소소재를 본격 생산하며 하이브리드 전기자동차 및 친환경 전기버스용 전원 수요를 고려해 2015년까지 연간 900t으로 생산량을 확대할 계획이다.

류호일 GS칼텍스 경영전략본부장은 “GS칼텍스는 앞으로도 차세대 전지, 친환경 소재, 바이오 연료 등의 신재생에너지 개발을 주도하는 종합에너지 리더로서 국가의 녹색성장 발전에도 보탬이 되도록 하겠다”고 말했다. 국민일보 쿠키뉴스 김현길 기자
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