無공해.無소음.高효율 실현 연료전지 발전시스템 개발

기존의 화력발전 시스템과 달리 아황산가스등 공해물질이 전혀 배출되지 않고 소음도 없으며 효율도 훨씬 뛰어난 차세대 무공해연료전지 발전시스템이 국내에서도 개발됐다.
한국과학기술연구원(KIST)의 홍성안(洪性安.화공연구부)박사팀은 용융탄산염을 이용,최근 1.5킬로W급의 이같은 시스템을 개발,시운전에 성공했다고 밝혔다.
洪박사팀이 개발한 이 연료전지 발전시스템은 가로.세로 각각 25㎝ 크기의 단위전지를 20장 적층(積層)시킨 것으로 모든 부품을 국산화,향후 대형발전시스템화할 수 있는 기반을 구축한 것이다. 연료전지 발전시스템이란 물의 전기분해 과정을 거꾸로 이용한 것.즉 수소와 산소를 결합시키는 과정에서 전기와 높은 열을 발생시키는 장치로 연료인 수소원(源).산소.전해질.전극 등으로 구성된다.수소원으로는 천연가스나 석탄가스를 이용하 며 전해질은 용융탄산염.인산.알칼리.고체산화물 등이 있는데 洪박사팀은 용융탄산염을 사용한 것이다.
인산을 이용한 연료전지는 미국.일본등 선진국에서 오래전부터 개발,거의 실용단계에 있지만 값비싼 백금을 촉매로 써야 하며 발생온도가 섭씨 2백도 정도로 비교적 낮아 폐열 활용이 어려운것이 단점.
이에 비해 용융탄산염 연료전지는 인산염 연료전지에 비해 개발이 늦게 시작됐으나 니켈을 전극으로 사용하므로 훨씬 경제적인데다 반응온도가 섭씨 6백50도나 돼 폐열을 이용한 열병합 발전도 가능한 것이 장점이다.
기존의 화력발전은 석탄.석유등 화석연료를 태운 열로 수증기를만들고 그 힘으로 터빈을 돌려 발전하는 것인데 연료를 태울때 아황산가스.먼지등 공해물질이 많이 발생한다.또 터빈이 회전할때커다란 소음이 나는 것이 큰 단점이다.
반면 연료전지 발전시스템은 연료를 태우지 않고 터빈도 필요로하지 않아 배기가스와 소음이 전혀 없으며 발전효율이 25~35%인 화력발전에 비해 40~55%에 이르러 선진국에서는 이에대한 연구가 활발하다.
현재 미국에서는 인산 연료전지의 경우 2백킬로W급 제품을 판매중이며 용융탄산염 연료전지의 경우는 2메가W 플랜트를 97년까지 개발할 예정이다.일본은 98년까지 1메가W 규모의 용융탄산염 연료전지 플랜트를 개발할 계획이다.
李起俊기자