[더테크 이지영 기자] 그린수소 운영 안정성 지수로 촉매 개발이 가속화 되는 가운데 국내 연구진이 수명을 예측할 수 있는 평가 지표를 개발했다. 태양광, 풍력 등 재생에너지를 활용한 수소 생산 시스템에서는 에너지원의 특성상 전력 공급이 일정하지 않아, 수전해 장치의 부하가 지속적으로 변화한다. KAIST 연구진이 이런 전력 부하의 변동이 불가피한 그린 수소 생산 환경에서, 전기 에너지 효율을 높이고 낮은 전압에서도 수소 생산 효율을 높이는 촉매의 열화(성능 저하)를 정량적으로 진단할 수 있는 세계 최초의 방법론을 제시했다. KAIST는 생명화학공학과 정동영 교수 연구팀이 수전해 시스템에서 촉매의 실질적인 수명을 예측할 수 있는 새로운 평가 지표인 ‘운영 안정성 지수’를 개발했다고 21일 밝혔다. 연구팀은 수전해 시스템이 꺼지거나 낮은 부하로 운전될 때 발생할 수 있는 촉매 및 지지체의 열화 현상 촉매의 손상이나 성능 저하 현상을 규명하고, 이를 정량화할 수 있는 새로운 평가 지표인 ‘운영 안정성 지수(Operational Stability Factor, OSF)’를 제안했다. 운영 안정성 지수는 수전해 장비가 반복적으로 작동 및 정지(on/off)하는 과정에
[더테크 이지영 기자] 그린수소 또는 배터리 분야 등 청정 에너지의 성능을 높이는데 가장 큰 영향을 미치는 소재 중 하나는 전극이다. 국내 연구진이 차세대 전극 및 촉매로 활용될 수 있는 세계 최고 수준의 신소재를 효율적으로 설계하는 인공지능 기술을 개발했다. KAIST는 21일 기계공학과 이강택 교수 연구팀의 주도로 한국에너지기술연구원, 한국지질자원연구원, KAIST 신소재공학과 공동 연구팀들과 함께, 인공지능(AI)과 계산화학을 결합해 그린수소 및 배터리에 활용될 수 있는 스피넬 산화물 신소재를 설계하고, 성능과 안정성을 예측할 수 있는 새로운 지표를 개발하는 데 성공했다고 밝혔다. 스피넬 산화물(AB2O4)은 그린수소 또는 배터리 분야의 차세대 촉매 및 전극 물질로 활용되어 산소 환원 반응(ORR)과 산소 발생 반응(OER)의 속도를 향상시킬 수 있는 잠재력이 높은 물질이다. 하지만, 수천 개 이상의 후보군을 일일이 실험으로 성능을 확인하기 위해서는 많은 시간과 노력이 소요된다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 AI와 계산화학을 동시에 사용해 1,240개의 스피넬 산화물 후보 물질을 체계적으로 선별하고, 그중 기존 촉매보다 뛰어난 성능을 보일 촉매 물질들을
[더테크=조재호 기자] 현대건설이 국내 최초 수전해 기반 수소생산기지 설계를 완료하고 본격 건설에 착수한다. 현대건설은 30일 전라북도 부안의 신재생에너지단지에서 수전해 기반 수소생산기지 착공식을 갖고 건설 단계에 돌입했다. 이날 착공식에는 지자체 및 참여기관 관계자가 참석했다. 현대건설은 지난 2022년부터 산업통상자원부 주관의 국책사업인 수전해기반 수소생산기지 건설 프로젝트를 전라북도, 부안군, 전북테크노파크, 한국수력원자력, 테크로스 워터앤에너지, 테크로스 환경서비스와 함께 수행하고 있다. 수전해 기반 수소생산기지는 전기로 물을 분해해 수소를 생산하고 저장·공급이 가능한 플랜트다. 전북 부안 신재생에너지 테마파크에 건설 중인 기지는 국내 최대 규모의 상업용 수전해 수소 생산설비로 2.5MW 용량의 전기로 하루 1톤 이상의 수소를 생산하게 된다. 생산된 수소는 부안군 내 수소 연구시설 및 수소 충전소에 공급될 예정이다. 이번 기지는 부안군 수소도시 조성사업의 핵심인 수소 공급기지로서 수소와 연계한 에너지 자립도시 구축을 하는 거점 역할을 맡는다. 이번 프로젝트에서 총괄설계, 기자재 구매 및 시공을 담당한 현대건설은 수소 플랜트에 특화된 전문인력을 투입해
[더테크=조재호 기자] 국내연구진이 에너지 변환 기술 중 고효율 전력 변환 및 그린수소 생산이 가능한 프로토닉 세라믹 전기화학전지를 개발했다. 탄소 배출을 줄이는 수소 에너지의 활용 및 생산이 필수적인 요소로 부상하고 있는 상황에서 에너지 변환 시스템과 관련된 학문 및 산업에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대된다. 카이스트는 14일 기계공학과 이강택 교수, 신소재공학과 정우철 교수, 한국에너지기술원 이찬우 박사, 전남대학교 성선주 교수 공동연구팀이 프로토닉 세라믹 전기화학전지의 산화물 전극 결정구조 제어를 통해 양성자 확산경로를 2차원에서 3차원으로 확장했다. 그 결과 전극의 촉매 활성을 크게 향상했다고 밝혔다. 비대칭 구조인 페로브스카이트 산화물계 전극은 구조적인 한계로 인해 양성자의 격자 내 이동 제한으로 촉매 활성이 낮아 연료전지의 성능이 저하되는 문제점이 있었다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 이종 금속원소 후보군을 선정하고 도핑해 격자내에서 양성자가 이동하기 어려운 비대칭 구조를 대칭 구조화해 양성자 수송을 극대화했다. 이를 통해 고성능 전극 설계에 대한 실마리를 마련했다. 아울러 연구팀은 계산화학을 통해 전극의 결정구조가 양성자 수송 특성에 미치는
[더테크=전수연 기자] 포스코그룹과 신한금융그룹이 협업해 글로벌 수전해 스택 개발 및 제조사인 하이사타에 2000만달러(273억원)를 투자했다고 10일 밝혔다. 하이사타는 지난 2021년 호주에 설립된 회사로 경제성 있는 그린수소 생산을 위해 차세대 수전해 기술을 개발하고 있다. 수전해란 수소의 생산방법 중 하나로 물을 전기 분해해 수소를 추출하는 기술이다. 추출과정에서 이산화탄소를 배출하지 않는 친환경 에너지 기술이다. 하이사타는 기존 기술과 차별화된 수전해 기술로 경쟁사들 대비 효율성 높게 그린수소를 생산할 수 있는 독자적인 기술을 보유하고 있다. 하이사타는 시리즈 B 라운드를 통해 총 1억1100만달러(1518억원) 규모의 투자를 유치했다. 포스코-신한 이외에도 글로벌 석유화학 기업 BP p.l.c, 글로벌 풍력터빈 제조사 Vestas 등 글로벌 기업들이 투자에 참여했다. 하이사타는 이번 투자금을 기반으로 호주 울런공에 있는 스택 제조 시설의 생산 능력을 확대하고 기가와트 규모의 제조 역량을 보유하기 위한 R&D 역량에 집중할 계획이다. 포스코그룹은 저탄소 생산체제로의 전환과 차세대 수소 생산기술의 선점을 통한 ‘탄소중립 2050’ 목표의 일환으
[더테크=조재호 기자] 현대차가 현대차그룹의 밸류 체인을 기반으로 수소 에너지 생태계와 소프트웨어·인공지능(AI) 기반의 대전환이 불러올 ‘인간 중심적인 삶의 혁신’ 가치와 미래 청사진을 제시했다. 현대차는 8일(현지시각) 미국 라스베이거스 만달레이베이 컨벤션 센터에서 진행된 미디어 데이에서 ‘수소와 소프트웨어로의 대전환 : Ease every way’을 주제로 미래 비전을 밝혔다. 현대차는 모빌리티 측면의 ‘이동’을 넘어 더 나은 세상을 위한 혁신으로 일상 전반을 바꿀 현대차의 역할을 새롭게 정의했다. 현대차의 미래 청사진은 △종합 수소 솔루션 △사람과 모빌리티·데이터·도시를 연결하는 소프트웨어 혁신 등으로 구체화했다. 수소 부문에서는 기존 연료전지 브랜드인 HTWO를 현대차그룹의 수소 밸류체인 사업 브랜드로 확장하며 수소 사회로의 전환을 앞당길 HTWO Grid 솔루션을 발표했다. 현대차그룹의 수소 밸류체인 사업 브랜드인 HTWO는 그룹내 계열사의 역량을 결합해 수소의 생산, 저장, 운송 및 활용의 모든 단계에서 고객의 환경적 특성과 니즈에 맞춰 단위 솔루션(Grid)을 결합해 최적화된 맞춤형 패키지를 제공한다. 이를 위해 그린수소 생산을 위해 메가와트급
[더테크=조재호 기자] 두산이 CES 2024 현장에서 프레스 컨퍼런스를 열고 지속가능하고 안전한 미래를 위한 첨단 기술을 선보였다. 두산그룹은 8일(현지시간) 미국 라스베이거스에서 열리는 CES 2024 개막에 앞서 프레스 컨퍼런스를 진행했다고 9일 밝혔다. 이날 행사는 전세계 미디어 관계자 200여명이 참석한 가운데 두산 임원진이 연사로 나서 무인자동화를 적용한 소형 중장비와 무탄소 토털 에너지솔루션, AI 로봇 등 두산의 차별화된 기술력을 소개했다. 두산밥캣은 AI 기술을 적용한 업계 최초의 무인·전기 굴절식 트랙터 ‘AT450X’를 처음 공개했다. 이 트랙터는 실리콘밸리 농업 신기술 소프트웨어 회사인 애그토노미(Agtonomy)와 공동 개발한 제품이다. 이와 함께 CES 혁신상 2관왕에 오른 완전 전동식 스키드 로더 ‘S7X’, 조종석 없앤 무인 콘셉트 로더 ‘로그X2’, 무인 잔디깎이 등을 선보이며 기술 혁신을 선도하는 기업으로서 면모를 보였다. 두산에너빌리티는 수소터빈, SMR(소형모듈원전), 풍력발전 등 무탄소 토털에너지 솔루션 개발 계획을 공개했다. 수소혼소, 수소전소터빈용 연소기를 개발 중인 회사는 오는 2027년까지 세계 최초의 400MW급
[더테크=조재호 기자] 카이스트는 기계공학과 이강택 교수 연구팀이 미국 메릴랜드 대학의 에릭 왁스만(Eric Wachsman) 교수 연구팀과 공동연구를 통해 기존 소재 대비 전도성이 140배 높은 산소 이온 전도성 고체전해질 개발에 성공했다고 22일 밝혔다. 산소 이온성 고체전해질은 이산화탄소 배출이 없는 청정 에너지원으로 각광받는 그린수소를 생산하고 활용하는 연료전지, 수전해 전지, 촉매 분야에 널리 사용되는 소재다. 궁극적인 청정 에너지원으로 각광받고 있지만 700°C 고온에서 활용되어 비용 문제를 비롯해 열충격이나 소재 응집 문제 등으로 해결 과제가 남아있다. 이번에 개발한 신소재는 비스무트 산화물 기반으로 400°C에서 기존 지르코니아 소재의 700°C에 해당하는 높은 전도성을 보이며 중저온(600°C) 영역대에서 140배 이상 높은 이온 전도를 기록했다. 이 교수는 “이번 연구에서 개발된 산소 이온 전도체 신소재는 중저온 영역대에서도 안정적으로 높은 전도도를 유지할 수 있어 세라믹 소자의 작동온도를 획기적으로 낮추는데 기여할 것으로 기대된다”며 “탄소중립 실현을 위해 에너지·환경 소자 상용화에 기술을 적용할 수 있을 것”이라며 연구의 의미를 강조했다
[더테크=조명의 기자] 국내 연구진이 그린 수소의 생산단가를 낮추고 효율은 높일 수 있는 기술을 개발했다. 귀금속 수전해 촉매의 대체재로 주목받고 있는 전이금속 칼코겐 화합물의 촉매 효율을 크게 향상시킬 수 있는 방법이다. UNIST는 신소재공학과 박혜성 교수와 동국대 융합에너지신소재공학과 한영규 교수, 성균관대 신소재공학부 백정민 교수 공동연구팀이 고농도의 바나듐 원자가 도핑된 몰리브덴 이황화물 박막 합성법을 개발했다고 5일 밝혔다. 연구팀은 전기 전도도를 변화시키기 위해 첨가되는 도펀트 원자의 배열 제어를 통해 전이금속 칼코겐 화합물 기반 수전해 촉매의 성능을 크게 향상시켰다고 설명했다. 수전해 기술은 전기 에너지를 이용해 물을 수소와 산소로 분리해내는 기술로 탄소 배출 없이 수소를 생산할 수 있다. 하지만 수전해 반응 효율이 높은 촉매들이 값비싼 귀금속을 기반으로 설비 제작 단가를 증가시켜 널리 활용되지 못하는 문제가 있었다. 전이금속 칼코겐 화합물은 귀금속을 대체할 수 있는 수전해 촉매로 주목받고 있지만 귀금속 촉매 보다 촉매 성능이 낮다는 한계가 있었다. 특히 전이금속 칼코겐 화합물 기저면의 낮은 화학 반응성은 전기 촉매가 반응하는 부위를 제한하고
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