화학뉴스

고체산화물 연료전지(SOFC)는 열관리 기술을 바탕으로 발전효율 65% 달성에 성공했다.
일본 덴소(Denso)는 세계 최고 수준인 발전효율 65%를 달성한 고성능 고체산화물 연료전지 개발에 성공했으며 내부 이용과 외부 판매를 목표로 사업화 실증실험을 개시했다.
자동차부품 생산 분야에서 축적한 노하우와 높은 수준의 열관리, 자동차 에어컨 유체펌프(이젝터) 기술을 고체산화물 연료전지 산업계에서 최초로 적용했다.
현재 실증단계에서 도시가스를 연료로 사용하고 있으나 수소와 도시가스 혼합연료와 바이오매스 가스 등 재생에너지 베이스 100% 연료로도 고효율을 유지하면서 안정적으로 발전이 가능한 고체산화물 연료전지 상업화를 추진한다.
아이치현(Aichi) 니시오시(Nishio) 소재 Nishio Biological Models에서 실증실험을 시작함과 동시에 곧 수소와 도시가스 혼합연료를 사용한 고체산화물 연료전지까지 덴소 후쿠시마(Denso Fukushima)에 구축할 예정이다. 검증과 가동실적을 확보해 몇년 뒤에는 다양한 산업분야의 공장 및 사업장, 상업시설용으로 고체산화물 연료전지 공급을 확대할 계획이다.
현재 고체산화물 연료전지는 도시가스와 LP가스를 개질 수소를 연료로 사용해 산소와의 화학반응을 통해 전기를 생산하며, 이미 세계적으로 여러 관련기업이 고체산화물 연료전지를 개발해 시장이 태동하고 있다.
다만, 기존 고체산화물 연료전지는 촉매 반응을 수행하는 내부소재가 빠르게 열화돼 투입하는 연료를 전량 사용할 수 없고 이용하지 못한 연료 때문에 발전효율을 향상시킬 수 없다는 문제가 있으며 섭씨 약 700도 고온환경에서 작동하기 때문에 고체산화물 연료전지 전체 열관리도 최적화가 이루어지지 않은 것이 현실이다.
덴소는 자동차용 부품 중 에어컨 분야에서 축적한 부품, 자동차 내부 전체 열관리 기술에 더해 고온환경에서도 안정적으로 가동하는 유체펌프부품과 이젝터를 독자적으로 고체산화물 연료전지에 응용했고, 이용하지 못했던 연료가스를 방열 손실 없이 되돌려 재이용하는 연료 리사이클 기술과 배터리 전체 열관리 최적화를 통해 세계 최고 수준으로 평가되는 발전효율 65%를 달성했다.
현재 태양광발전과 전력저장용 축전지를 조합해 개발한 고체산화물 연료전지를 중심으로 니시오 사업장에서 사용하는 전력 일부를 대체하는 등 사내운용을 개시했으며 안정적인 가동에 관한 실증실험을 반복하면서 덴소 후쿠시마 사업장에서는 수소와 혼합연료를 활용한 고체산화물 연료전지 실증실험도 진행할 예정이다.
고체산화물 연료전지를 활용해 자체 사업장에서 발생하는 이산화탄소(CO2) 배출량을 줄이는 동시에 산업계 탄소중립 실현에 기여하기 위해 실증을 완료히면 다른 산업계 공장과 사업장에 고체산화물 연료전지 시스템을 공급할 계획이다. (Y)