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[보도자료] ‘자연보존과 과학기술이 공존하는 친환경 수소에너지 개발에 매진하다’

[한국미디어뉴스통신=박주환 기자] 주기율표 가장 윗줄 왼쪽에 위치한 원자번호 1번은 원소기호로 H, 바로 수소다. 수소는 물 수자와 본디 소자가 합쳐져 ‘물을 구성하는 물질’이라는 의미를 가지고 있다. 수소는 꿈의 에너지이자 오염물질을 배출하지 않는 청정에너지다. 또한 수소는 결코 고갈되지 않는다. 화석연료는 에너지를 생성하는 과정에서 환경오염물질과 온실가스인 이산화탄소를 배출하지만 수소는 전기를 만들면서 부산물로 순수한 물만을 남긴다. 그리고 물은 다시 수소를 생산할 수 있는 원료가 된다. 물을 나누면 수소와 산소가 나오는데 수소와 산소를 결합하면 에너지와 물이 나오고 물을 분해하면 또 수소와 산소가 나오니 수소는 무한한 에너지라 할 수 있다.부산대학교 사회환경시스템공학과 권순철 교수는 자연보존과 과학기술이 공존하는 친환경 수소에너지 개발에 앞장서 새로운 미래 가치를 창조해 나가는 데 일조하고 있다. 권 교수는 “최근의 에너지 패러다임은 탄소를 발생하는 화석연료의 사용을 줄이고 수소를 늘리는 쪽으로 향하고 있다. 수소는 태양빛이 있는 곳, 바람이 있는 곳, 그리고 파도가 있는 곳이라면 어디서든 만들어낼 수 있다. 수소에너지를 사용하는 것은 지구의 지속가능성을 위한 에너지의 진화로 궁극적으로 수소에너지를 사용하는 것은 탄소중립시대를 맞이한 에너지전환의 필연적인 흐름”이라고 강조했다.수소에너지 시대가 본격적으로 도래하기 위한 핵심은 바로 연료전지다. 연료전지는 내부에 내연기관처럼 열에너지가 아닌 수소와 산소의 전기화학 방식으로 전기를 생산한다. 연료와 산화제를 화학적으로 반응시켜 전기를 발생시키는 장치가 아닌, 수소와 산소의 반응을 통해 전기를 발생시키는 발전기라 할 수 있다. 그린인프라 및 저영향 개발 기법을 활용한 전기 물분해 반응을 통해 수소를 생산하고, 수소연료전지를 구동하는 기술력으로 자립형 에너지 시스템의 수립을 통해 보다 진보된 수소 에너지 시스템을 구축해 가고 있는 권 교수는 특히 세계 최초로 물을 수소로 분해하고 다시 합치는 과정에서 발생하는 전기를 이용한 ‘워터보트’를 개발해 학계의 주목을 받았다. 수전해 시스템으로 수소를 생산하여 동력을 얻는 시도는 세계 최초이며, 수소연료전지를 선박에 이용한 것은 국내 최초의 시도다. 핵심 기술인 LID 기법(Low Impact Development, 저영향 개발기법)을 활용해 수소를 생산, 수소연료전지를 구동하는 기술은 LID 기법으로 집수된 우수 및 중수를 재활용하여 신재생 에너지 생산 및 저장시스템을 구축하는 기술로, 권 교수는 우수의 정화과정을 거쳐 정수를 제조한 후 전기 물 분해 반응으로 수소를 생산하고 수소연료전지를 구동해 건물 내 에너지원으로 사용하는 신재생에너지 시스템 구축을 목표로 하고 있다.수소에너지가 화석연료를 대체하고 환경친화적인 에너지시스템 구축에 중요한 역할을 담당하기 위해서는 수소에너지를 경제적이고 안정적으로 생산할 수 있어야 하며 사용에 용이하게 저장되고 보급되어야 한다. 하지만 우리 수소에너지의 기술수준은 아직도 상용화 단계에 미치지 못하고 있으며 경제성을 갖기 위해선 많은 시일이 소요될 것으로 보인다. 권순철 교수는 조직적이고 체계적인 기술력을 확보하기 위해 부산대학교 기술지주회사인 케이워터크레프트를 설립, 친환경 연구 개발을 수행하며 인간과 자연이 공존하는 세상을 만들어가고 있다. 케이워터크래프트는 수전해 기반 에너지 저장 솔루션 기술을 보유한 기업으로, 산소발생 공기청정기, 수전해수소발전기 등을 생산하고 있다. 세계 최초로 물로 구동하는 에너지 자립형 수소보트인 ‘워터보트’를 개발하였으며, 물을 전기분해 할 때 발생하는 산소를 이용한 복합 집진/ 흡착 필터 방식의 산소발생 공기청정기인 ‘워터에어’도 개발했다. 또한, 장애인들이 연료충전에 대한 불편함 없이 편리하게 이동할 수 있도록 수전해 기반 에너지 생산저장 시스템을 이용한 ‘워터체어’라는 전동휠체어도 개발진행중이다.3kW급 에너지 자립형 수전해, 수소연료전지 발전기영국의 물리화학자 프레드릭 소디는 모든 과학의 바탕은 바로 에너지라고 말했다. 고유가 지속, 석유 자원의 고갈 위기 등 전 세계적 초미의 관심 속에서 각국은 안정적 에너지 확보를 위해 전쟁 중이다. 친환경적이며 무한하고 어디에나 존재하는 수소. 수소는 인류의 미래를 보장하는 이상적인 에너지이며 수소에너지로 그려가는 미래는 이미 마련되고 있다. 지구온난화를 해결할 수 있는 깨끗하고 친환경적인 에너지를 꿈꾸는 많은 사람들에게 수소에너지는 탄소중립시대를 열어가기 위해 반드시 필요하다. 권순철 교수는 “다가오는 수소에너지 시대는 그 동안 탄소를 중심으로 구축되어 온 에너지 기반이 수소를 중심으로 전환되는 미래의 경제 시스템을 의미한다.”며 “앞으로도 에너지 산업 부양을 위한 기술개발에 매진해 국가 발전에 이바지하고 국민적 관심을 확대해 나가겠다.”고 의지를 피력했다. 보도링크 : http://www.kmunews.co.kr/news/articleView.html?idxno=16386

2021.12.23

[과학에세이] 수소에너지, 왜 암모니아를 주목하는가

삭힌 홍어를 드셔본 적이 있는지? 삭힌 홍어는 상한 듯한 지독한 냄새가 나는데 왜 먹어도 배탈이 나지 않는 것일까? 홍어는 바닷물에서 삼투압을 조절하기 위해 많은 요소를 가지고 있는데, 이런 홍어를 숙성시키면 요소가 분해되며 암모니아가 발생해 강력한 냄새를 내뿜는다. 이 암모니아가 부패 박테리아의 증식을 억제시켜 우리는 삭힌 홍어회를 먹어도 탈이 나지 않는다.우리에게 지독한 냄새로 기억되는 암모니아는 어디에 사용되는지? 지구에서 인구가 증가하며 발생한 식량난에 식량의 수요와 공급을 맞추기 위해 대량으로 비료를 생산해야 하는 과제에 직면했다. 유일한 방법은 공기 중 풍부한 질소를 질소 화합물로 변형시켜 비료를 만드는 것이었다. 이 문제를 해결하기 위해 많은 과학자들은 암모니아 합성연구에 전념했는데, 이 암모니아는 땅의 양분으로 필요한 질소를 가지고 있기 때문이다. 그 결과 하버의 연구를 통해 암모니아의 대량 생산이 가능해져 비료를 만드는 데 활발히 사용되고 있다.세계적으로 기후변화와 환경오염에 관심을 가지며 탄소중립이라는 목표를 세우게 되었다. 탄소중립은 친환경적 에너지를 찾는 계기가 되어 수소에너지에 주목하게 되었는데, 수소는 우주에서도 가장 풍부하게 존재하는 원소다. 또한 수소를 연료로 사용하면 이산화탄소가 배출되지 않으며 고갈의 걱정 없이 재생 가능한 에너지 자원이다. 하지만 수소를 생산하는 과정에서 화석연료를 사용하면 이산화탄소를 배출하는 그레이 수소가 돼 친환경이 되지 못하는 아이러니한 상황이 연출된다.이런 단점을 보완하기 위해 신재생에너지로 물을 전기분해하여 수소를 생산하는 수전해 방식을 통해 완전한 친환경 그린수소 에너지를 생산하고 있다. 재생 가능한 친환경 에너지이지만 수소는 저장과 운송이 까다롭다는 단점이 있다. 기체 특성상 저장 시 부피가 커져 저장용기의 측면에서 효율성이 떨어지는데, 이러한 문제점을 해결하기 위해 수소를 액화시켜 만드는 대안이 있다. 하지만 수소를 액화시키기 위해서는 영하 253도까지 냉각을 시켜야 하고 많은 에너지가 필요해 아직 효율을 높이기 위한 연구가 진행 중이다.수소와 질소를 결합해 온도와 압력을 가하는 하버-보슈 공정에 의해 만들어진 암모니아는 탈수소화 반응을 통해 암모니아에서 수소를 생산할 수 있으며, 이는 수전해 방식과 함께 또 다른 그린수소 생산방식이다. 이때 생성된 질소는 역으로 수소화 반응을 통해 암모니아로 재생이 가능하다. 암모니아는 상온에서 6기압의 압력으로 저장하면 액화가 가능한데 상온, 상압과 유사한 조건에서 액상으로 운송 및 저장이 가능하다는 점은 많은 에너지를 필요로 하지 않는다는 부분에서 이점이다. 또한 부피 대비 저장용량이 액화수소보다 1.7배가 높아 운송률을 70% 정도 향상시켜 효율성을 높일 수 있다. 수송 시에는 온도와 압력에 따른 상태변화 특성이 LPG와 비슷하여 기존 LPG의 탱크를 이용할 수 있다. 기존 저장 방식 및 트럭 기차 배 및 파이프라인과 같은 운송 인프라를 사용하는 것은 경제적 측면에서도 유리한 모습을 보인다.하지만 암모니아는 질소와 수소가 강력하게 결합되어 있어 수소를 분리하기 위해서는 600~700도 정도 고온의 에너지가 필요하고 암모니아에서 수소를 추출하기 위한 고효율 장수명 촉매 개발이 필수적이다. 최근 세계 각국에서 특수 촉매를 이용해 암모니아로부터 간단하게 수소를 분리하는 방법을 연구하고 있다. 최근에 암모니아 친환경 에너지 특구로 부산이 세 번째로 신규 규제자유 지역으로 지정되었다. 이번 특구에서는 암모니아 기반 연료전지 하이브리드 친환경 선박 실증, 이동형 액화암모니아 표준용기 실증, 그리고 이동형 암모니아 연료선박 벙커링 실증을 통해 암모니아 관련 인프라를 구축하고 국제 표준을 선도하여 탄소중립 신산업 생태계를 조성할 수 있는 기회를 부산에서 펼칠 수 있다. 이를 통해 국내 친환경 조선산업의 신산업 발굴과 역량 강화 및 지역균형발전의 초석이 마련되기를 기대한다.  보도링크 : http://www.kookje.co.kr/news2011/asp/newsbody.asp?key=20211221.22022005538

2021.12.20

[전기신문] 케이워터크레프트, 물 구동 수소발전기 워터스테이션 선봬

‘2021 울산국제 수소에너지 전시회・포럼’ 참가케이워터크레프트(대표 권순철)는 ‘2021 울산국제 수소에너지 전시회 및 포럼’에서 주력제품 워터스테이션을 선보였다. 상담을 끝낸 문용무 부장이 워터스테이션 옆에서 포즈를 취하고 있다.[전기신문 윤재현 기자] ‘2021 울산국제 수소에너지 전시회 및 포럼’에서 만난 케이워터크레프트(대표 권순철)는 2019년 2월에 설립된 그린수소에너지 전문 기업이다. 부산대학교기술지주 자회사로 부산대 창업보육센터에 입주해 있다.수전해 및 수소 연료전지 기반 기술을 통한 발전시스템으로 다양한 제품군에 접목해, 수소선박(워터보트), 산소발생 공기청정기(워터에어), 수소발전기(워터스테이션)을 개발하고 판매한다.회사 관계자는 “높은 에너지 밀도를 가진 수소에너지의 생산, 저장 및 활용 기술력을 통해 전기를 생산하는 통합 에너지 생산 및 저장 기술을 보유하고 있다”고 밝혔다.기존 연료전지 발전기는 도시가스 개질을 통해 수소를 추출하고, 추출된 수소가스를 연료전지를 통해 전기를 생산하는 데 반해 케이워터크레프트는 물을 전기분해서 생산된 수소로 전기를 생산하고 활용하기 때문에 이산화탄소를 배출하지 않는다는 강점이 있다.스타트업 기업으로 현재는 연구개발용 제품을 납품해 공동연구 및 제품 피드백을 받고 있지만, 향후 건축물의 공용전기 및 비상선기용 발전기를 납품할 수 있도록 건설사와 협의 중이다.업계 관계자는 탄소중립 2050 및 분산형에너지 정책 등의 국가정책에 따라 향후 수소에너지 수요가 증가하면 케이워터크레프트도 그 수혜를 입을 것으로 전망했다.회사 관계자는 “수소 에너지 기반의 다양한 제품군을 기획하고 개발을 진행 중이며 분산형 전원으로 전력 인프라 구축이 힘든 지역에 수소 에너지 시설을 구축할 계획이다”고 말했다.이날 행사장에서 선보인 워터스테이션은 이 회사의 주력제품으로 물로 구동하는 에너지 자립형 수소연료전지 에너지 생산 및 활용시스템이다.태양광, 풍력 등을 통해 발전된 전기로 수전해 장치를 가동해서 생산한 수소를 정제 및 저장한다. 연료전지를 통해 만들어진 전기는 배터리 관리시스템을 통해 저장한 뒤 필요할 때 공급하는 구조다.이날 전시된 워터스테이션은 3kW급이지만 내년에는 10kW급 제품을 산사에 공급할 예정이다.권순철 대표는 “현재는 수전해 설비, 연료전지 등 설비 자체가 고가에 형성돼 일반 고객의 시장 진입이 쉽지 않아 정부지원금을 통해 제품 구매가 이루어지고 있지만, 지속적인 연구개발 및 양산을 통해 원가절감과 효율상승, 이를 통해 제품의 단가를 낮춘다면 충분한 시장성과 확장성을 가지고 있다”고 밝혔다.보도링크 : https://www.electimes.com/news/articleView.html?idxno=225060 

2021.11.11

[보도자료] 부울경…수소 메가블록으로 <9> 세계 수소경제 어디까지 왔나

 페이스북 공유트위터 공유카카오스토리 공유네이버 공유인쇄기사 주소 복사스크랩- 美 10년 내 생산비용 80% 절감- 日, 해외서 생산 자국 조달 계획- 獨, 수소차 인프라 4700억 투입- 영국은 주력에너지로 전환 속도- 한국, 관련 기관·세부 목표 마련- 기술 표준화로 세계시장 주도를미국의 미래학자 제레미 리프킨은 “수소는 인간 문명을 재구성하고 세계 경제와 권력 구조를 재편하는 새로운 에너지로 부상할 것”이라고 예측했다. 그는 에너지 공급과 수요 전체 영역에서 수소와 전기를 에너지 유통수단으로 사용하는 경제 체계를 의미하는 ‘수소경제’가 미래 사회를 이끌어갈 에너지 패러다임이라고 지속적으로 전망하고 있다.그럼에도 얼마 전까지 수소경제는 단순히 잠재력이 많은 ‘미래의 기술’로 여겨졌다. 그러나 최근 수소기술이 발전하면서 수소 전기차가 거리를 활보하는 등 수소가 우리의 생활 속으로 파고들고 있다. 이에 세계 각국은 수소 경제를 선도하기 위한 정책을 수립하고 다른 나라와 경쟁하고 있다. ‘수소경제’라는 개념이 나온 지 50여 년이 흐른 지금, 전 세계는 수소경제에 얼마나 근접했을까. 세계에서 일어나는 ‘2050 탄소중립’을 위한 움직임을 소개한다.지난 7월 독일 쾰른 인근 ‘쉘 에너지 앤 케미컬 파크’에 문을 연 그린수소 생산 플랜트. 이곳에서는 유럽의 청정 정제 수소 프로젝트인 ‘리파이네(Refhyne)’의 하나로 5개 정유공장을 에너지·화학단지로 전환하는 작업이 추진되고 있다. 이 플랜트는 연간 1300t의 수소를 생산한다. 로이터 연합뉴스■유럽, 수소를 주력에너지로유럽의 대표주자인 독일은 수소경제를 활성화하기 위해 정부와 기업이 합작한 ‘H2 Mobility Industry Initiative’를 설립하고, 2030년까지 수소전기차 180만 대, 수소충전소 1000개소 보급을 목표로 세웠다. H2 Mobility는 독일 정부와 유럽연합으로부터 수소충전소 건설비용의 3분의 2를 지원받아 인프라 구축을 진행하고 있다. 전체 투자액 규모는 약 3억5000만 유로(약 4750억 원) 수준이며, 대도시에는 10개소 이상, 대도시를 잇는 고속도로에는 최소 90㎞당 1곳의 수소충전소를 설치하는 세부적인 목표도 수립했다. 또한, 2030년까지 발전량의 50%를 신재생에너지로 충당하고 수소경제와 융합하는 정책을 추진하고 있다. 이는 최근 많은 국가가 관심을 가지고 있는 태양광 및 풍력의 잉여전력을 수전해 방식으로 수소로 변환하는 power to gas (P2G) 방식을 통해 생산부터 운송, 저장 및 활용까지 완전한 친환경 에너지 체계를 구축하겠다는 계획이다.영국은 2050년까지 에너지 소비량의 20~35%를 수소로 충당하는 정책을 발표했다. 내용은 블루수소와 그린수소의 세부 생산 전략, 저탄소 수소에 관한 표준 개발 등이다. 인프라 개발 및 가스를 공급할 때 20%의 수소를 혼합하는 방식을 통해 기존 천연가스 배관을 활용하는 방법의 타당성 검증도 진행 중이다. 2020년 8월 10개의 기업으로 구성된 수소 태스크포스에서 발표한 수소경제 영향 평가 보고서에 따르면 영국은 수소에너지를 통해 2035년까지 180억 파운드 규모의 부가가치 및 7만4000개의 고용을 창출할 것으로 전망된다. 국가 장기 전력 시나리오(National Grid Future Energy Scenario) 2020은 영국의 전기분해 기반 그린수소 및 기타 제로 배출 수소 설비용량은 현재 60만t에서 2050년까지 740만t으로 증가할 것으로 예상했다.■‘청정 수소’ 기술 선점 나선 미국미국은 연간 약 1000만t의 수소를 생산하고 있다. 물, 천연가스, 바이오매스, 석탄 등의 다양한 물질에 결합돼 있는 수소를 분리해 에너지원으로 사용한다. 미국 에너지부(Department of Energy)는 지난 7월 차세대 청정수소 기술개발 프로젝트를 진행하는 기업과 기관에 총 5250만 달러(약 616억 원)의 기금을 지원하기로 하고, Energy Earth shots Initiative와 31개의 청정수소 기술개발 프로젝트를 진행하는 계획을 발표했다. 이 프로젝트는 2030년까지 청정수소 생산비용을 현재의 80%까지 절감하는 것을 목표로 한다.에너지부 산하 EERE(Department of Energy Efficiency and Renewable Energy)는 특히 ‘수전해 제조 개선 및 조립 간소화를 통한 수소 생산비용 절감’과 ‘생물학·전기화학적 접근 방식의 수소 생산 연구’에 집중한다. 효율성, 내구성이 강화된 연료전지 발전 모듈과 부품 개발, 수소생산 경로, 수소 공급망, 연료보급 기술, 수소 에너지저장 기술, 연료전지 시스템 성능 및 비용 평가를 위한 분석 연구 등이 진행된다. 에너지부의 다른 산하기관인 FECM(Office of Fossil Energy and Carbon Management)은 ‘고온용 가역성 연료전지(RSOC·Reversible solid oxide cell)의 열화 메커니즘 및 경로’ 등 보다 기술적 영역에 초점을 맞춘 프로젝트를 지원한다. 가역성 연료전지는 대용량 에너지 저장 장치로, 가역성 연료전지 시스템을 활용한 수소 생산의 효율성 신뢰성 내구성 평가와 수소 생산 비용 절감을 위한 가역성 연료전지 기술·소재 개선 등의 연구가 진행된다. 뿐만 아니라 수소와 천연가스 혼합연소를 위한 가스터빈 연소 시스템 개발에 대한 연구도 지원할 계획이다.■국제 수소 공급망 추진하는 일본일본은 2011년 후쿠시마 원전 사고 이후 자립형 에너지 공급 시스템을 구축하기 위해 수소경제를 집중 육성하고 있다. 2014년 ‘에너지 기본계획’을 발표하고 수소사회 실현을 범국가적 아젠다로 설정한 뒤 구체적인 실행 단계에 돌입한 상태다. 일본이 밝힌 수소 기본전략 로드맵을 살펴보면 2030년까지 수소차 80만 대와 가정용 연료전지 530만 대 보급, 수소 발전단가 ㎾h당 17엔(175원) 달성 등 분야별로 세부적인 목표를 제시하고 있다. 일본은 이를 달성하기 위해 호주 등 해외의 에너지원을 활용해 생산한 수소를 자국으로 조달하고 사용할 수 있도록 국제 수소 공급망 구축을 추진하고 있다.또한 수소·연료전지 전략 로드맵 개정안(2019년)에서 국제협력 및 수소 공급 분야에 대한 구체적인 계획을 발표했다. 계획은 지상용 액화 수소탱크 5만㎥ 용량 제조 기술 개발, 수소 액화효율 향상, 수소가격 ㎏당 3달러(약 3500원) 달성, CO2-free 수소설비 가격을 ㎾당 5만 엔(약 51만 원) 이하로 인하 등 수소경제 활성화를 위한 다양한 프로젝트를 제시했다.■한국, 수소 활용에 역량세계 각국은 1980년대 후반부터 화석연료를 대체할 에너지로 신재생에너지에 주목했다. 하지만 신재생에너지는 기술의 상용화 단계가 낮고 경제성이 떨어져 먼 미래의 에너지로 인식돼 왔다. 다행히 최근 세계적인 기후변화 대응 전략에 따라 신재생에너지의 필요성이 커지고, 기술 발전으로 경제성 또한 높아져 관련 산업이 급격히 성장 중이다.신재생에너지 중에서도 수소 에너지는 아직 초기 단계에 속하지만, 활용처가 수소전기자동차를 시작으로 선박, 열차 및 건설기계 등으로 점차 확장되고 있다. 우리나라는 세계에서 처음으로 수소차를 양산하고, 핵심부품을 국산화하는 등 수소 활용 분야에서 이미 세계 선두그룹에 속한다. 이 기술력을 선박 등 전통 주력산업 분야와 연계하면 세계의 수소경제를 선도할 수 있다.수소경제의 주도권을 잡기 위해 먼저 수소공급망을 구축하고, 수소의 경제성을 높이기 위한 최소비용의 수소도입전략을 수립해야 한다. 기업과 정부가 합작해 진행하는 수소 경제의 원동력이 되는 기관을 설립하고, 이를 통해 수소충전소 인프라 구축을 위한 세부적인 목표 수립, 단계별 목표를 달성해 나가는 청사진이 필요하다. 이런 과정에서 한국이 수소기술의 표준화를 주도하게 된다면, 우리는 다소 늦은 수소경제 진입을 만회할 뿐만 아니라 수소경제를 선도할 산업생태계를 구축할 수 있을 것으로 전망된다.  보도링크 : http://www.kookje.co.kr/news2011/asp/newsbody.asp?code=0200&key=20211103.22006000812

2021.11.02

[과학에세이] 미래 에너지 수소 왜 필요한가

1969년 7월 20일은 인류의 첫 유인 우주선인 아폴로 11호가 달에 착륙해 우주 여행의 시작을 알리는 경이로운 날이었다. 이 우주선을 시작으로 언젠가는 인간의 달여행이 가능하다는 인식이 자연스레 스며들었다.그런데 산소가 없는 우주공간에서 어떤 추진연료로 아폴로 11호가 달에 착륙할 수 있었을까? 그건 바로 요즘 기후변화 대응과 에너지 안보를 위해 전세계적으로 각광받고 있는 수소이다. 미국에서 1960년대 순 수소의 높은 에너지 밀도와 순 산소를 전기화학적으로 반응시킨 군사용 연료전지를 추진력으로 사용해 우주선을 만든것이었다. 40년이 지난 지금, 멀게만 느껴졌던 수소기술이 우리 옆에서 자동차와 발전으로 다가오고 있다.전 세계적으로 환경오염, 에너지 수요 증가 및 에너지 자원의 지역적 편중 문제 등으로 인해 에너지의 수급 불안과 자원고갈 문제 등이 점점 심각해지고 있다. 우리는 이러한 문제점을 해결하기 위해 지속적이고 친환경적인 에너지원을 찾아왔는데, 수소는 이러한 문제점을 해결할 수 있는 중요한 에너지원 중 하나이다. 미래의 중요 에너지원으로 여겨지고 있는 수소는 생산 및 저장, 운송의 과정에서 고난도 기술이 필요하기에 경제성이 떨어지는 것은 분명한 사실이다. 그러나, 수소를 단순히 에너지원의 하나로만 사용하는 것이 아니라 탄소 기반 현재 사회를 수소 중심의 경제사회로 전환시키게 된다면 전기, 열에너지 등 최종 에너지로의 변환이 가능하다. 뿐만 아니라, 전기와 달리 대용량 장기간 저장이 가능한 만큼, 글로벌 관점의 시공간적 에너지 분배 시스템에 획기적인 변화를 일으킬 수 있는 잠재력을 갖고 있다.수소경제사회로의 필연적 변화에는 핵심적인 몇 가지 이유가 있다. 첫 번째는 심각해져가는 전 지구적 차원의 기후변화이다. 화석연료 사용량의 증가로 인해 이산화탄소 등 온실가스들의 배출이 심각해지고 있다. 그 결과 기후가 변해 대륙과 해양에 걸쳐 자연과 인간사회의 시스템에 큰 영향을 미치고 있다. 이러한 이유로 전 세계적으로 온실가스를 감축시켜야만 하고, 이를 위해 이산화탄소 배출 감축을 목표로 노력하고 있다. 수소사회로 전환된다면 에너지 생산시 오염물질이 아닌 오직 물만 배출되는 청정에너지인 수소의 순기능을 통해 대기오염을 감소시킬 수 있다.두 번째 이유는 에너지 자립의 필요성 때문이다. 우리나라는 총 에너지 수요의 약 97%를 수입에 의존하고 있다. 그래서 수소경제는 에너지 자립을 위한 해결책으로 급부상하고 있다. 수소는 인간이 만들 수 있는 유일한 실용적인 에너지원이기에 수소 생산을 증가시키면 한국의 에너지 자립도뿐만 아니라 에너지 안보를 통한 국가 경쟁력을 크게 향상시킬 수 있다.세 번째 이유는 에너지의 수요 증가 때문이다. 2021년 현재 전 세계의 인구는 약 79억 명에 이르렀다. 인구수의 급격한 증가와 산업의 발전으로 인해 더 높은 발전효율의 필요성이 대두되고 있다. 정치용 수소연료전지의 경우 발전효율이 35~60%, 전기와 열에너지를 혼합한 발전효율은 80% 이상의 고효율로, 급격히 증가하는 에너지 수요를 충족시킬 수 있는 대안이다. 또한 수소에너지는 태양광, 풍력 등과 같은 재생에너지와는 다르게 필요한 만큼 일정한 정격전력을 발전할 수 있어 잉여전력이 생기지 않고, 또한 잉여전력을 이용해 수소가스로 저장하면 언제든지 필요시 추가 전력으로 사용할 수 있다.인류의 에너지 변천사를 보면, 석기시대의 나무가 주가 되던 에너지 생태계로부터 석탄을 에너지원으로 한 증기기관 시대를 거치고, 20세기의 산업 발전을 이룬 석유를 에너지원으로 한 내연기관 시대로 발전되어왔다. 21세기에는 가스를 에너지원으로 사용한 시대부터는 정보통신 혁명을 이루고 있다. 이처럼 역사적으로 에너지 혁명이 곧 산업혁명으로 이어져 왔기에 현재의 4차 산업혁명과 함께 수소에너지 사회로의 전환은 필수적인 시대의 흐름이며 우리가 맞이할 미래의 에너지경제이다.  보도링크 : http://www.kookje.co.kr/news2011/asp/newsbody.asp?key=20211012.22022002317

2021.10.11

[채널A] 물 500ml 한병으로 10분을 달리는 배가 있다?! | 행복한 아침 680 회

보도링크 : https://www.youtube.com/watch?v=nzozyLx_THg

2021.09.30

[보도자료] 편집국장단의 뉴스 클로즈업 : CO2 배출 없는 물 분해 ‘그린수소’…부산기업이 개척 선봉

- 수소서 전기 얻고 나면 물 생겨- 그 물 재활용해 다시 수소 얻어- 차세대 무한에너지원으로 각광- 수분해 수소 아직 경제성 낮아- 탄소 내뿜는 ‘그레이수소’ 대세- 권순철 교수가 설립한 지역업체- 물 분해해 3㎾ 생산 발전기 개발- KS인증절차 착수… 상용화 눈앞물을 분해해 전기를 얻는다. 무슨 뚱딴지 같은 소리처럼 들릴 지도 모른다. 이런 말도 안되는 사업에 도전하는 사람이 있다. 단순히 연구에서 그치는 것이 아니라 발전기와 보트 공기청정기 등 다양한 제품을 만들어 우리 삶을 바꾸는 수준으로 가고 있다. 아직도 대다수의 국민은 수소경제에 대해 그 개념을 잘 모른다. 수소연료전지차인 현대자동차의 넥쏘에 대해서는 많이 들어봤을 것이다. 하지만 수소가 어떻게 에너지로 쓰이는지, 수소를 어떻게 생산하는지 등은 생소한 게 사실이다. 일부는 수소하면 폭발 이미지를 떠올려 가까이 있어서는 안 되는 에너지로 착각한다. 과학기술의 발달로 신소재가 개발되면서 이런 우려는 크게 감소했다. ㈜케이워터크래프트 권순철 대표가 3일 부산 해운대구 사회체육센터 테니스장 옆에 설치된 수전해 수소발전기 앞에서 기기를 설명하고 있다. 김종진 기자■수소는 왜 미래 에너지인가수소는 어디에나 늘려 있다. 우주의 75%가 수소다. 하지만 공기보다 가벼워 포집하기가 쉽지 않다. 또 수소에서 전기를 얻고 나면 물이 생긴다. 이 물을 분해하면 수소를 얻는다. 이처럼 수소는 거의 무한정 쓸 수 있다. 수소는 또 물이 될 때 에너지를 발산한다. 전기와 함께 열도 나온다. 이런 궁극의 에너지를 경제적으로 생산할 수 있다면 석유와 천연가스를 대체할 미래에너지가 되는 것이다. 어차피 화석에너지는 지구가 아파 조만간 사용을 중단해야 할 운명을 맞았다. 탄소가 지금처럼 지구의 대기를 덮는다면 지구는 조만간 기후위기가 심해져 인류가 멸망할지도 모른다.수소를 생산할 때 크게 이산화탄소가 배출되는 방식과 그렇지 않은 방식이 있다. 탄소 제로라는 목표를 가진 미래에너지가 되려면 후자가 돼야 한다. 하지만 수소 생산은 현재 이산화탄소를 배출하는 그레이수소가 대세다. 쉽고 싸게 생산할 수 있어서다. 석유를 정제하거나 철을 생산할 때 부산물로 나오는 부생수소와 천연가스를 개질해 얻는 개질수소가 그레이수소다.미래청정에너지가 되려면 물을 분해해 얻는 수분해 수소 즉, 그린수소를 생산해야 한다. 현재 이 기술은 상용화가 안돼 있다. 물을 분해할 때 많은 전기가 필요해 경제성이 떨어진다. 현재 ㎏당 8000~1만 원 선이어서 ℓ당 1500원인 휘발유와 비교하면 경쟁이 안 된다. 부산대 이제명(조선·해양공학과) 교수는 “수소의 효율이 좋기 때문에 ㎏당 3000원 선이면 경제성이 있다”고 평가했다.■수분해 수소에너지 기업 부산에서는 물을 분해해 수소를 생산, 이를 활용하는 기업이 있다. 부산대 권순철(사회환경시스템공학과) 교수가 2019년 2월 설립한 ㈜케이워터크래프트다. 부산대 기술지주회사 자회사로 권 교수가 대표를 맡고 있다. 삼성종합기술원 에너지랩에서 연료전지 분야 전문연구원을 지냈다. 삼성에서 연구원을 할 때부터 수전해 수소발전을 연구했고, 부산대로 온 2015년부터 본격화했다.케이워터크래프트는 수분해 수소발전기(워터스테이션)를 개발해 현재 부산 해운대구 사회체육센터에서 실증작업을 벌이고 있다. 태양광을 이용해 수분해 수소를 생산한 다음 연료전지와 배터리를 테니스장과 관리실의 전기로 활용한다. 특허를 등록한 이 제품은 현재 KS 인증 절차를 밟고 있다. 권 대표는 인증 절차가 끝나는 대로 이를 상용화할 계획이다.이 발전기는 소음(60㏈)이 거의 없다. 수소를 전기분해해 3㎾의 전기를 생산한다. 이를 배터리에 저장해 5배인 14.4㎾까지 증폭한다. 인버터를 통해 직류를 220V 교류로 전환하면 일반적으로 쓰는 전기로 사용할 수 있다. 인버터를 거쳐 나가는 전력량은 일정하게 공급하기 위해 10㎾를 송출한다. 첫 전력량보다 3배 정도는 돼야 중단되지 않고 안정화하기 때문이다. 전력이 많이 필요한 곳이라면 이 발전기를 여러 대 쓰면 된다.권 대표는 이 발전기를 현대건설 서산그린 바이오 스마트시티에 활용하기로 하고 현대 측과 양해각서를 체결했다. 원리는 비슷하지만 제품이 다른 산소가 나오는 공기청정기(워터에어)를 개발해 대기업과 투자 협의를 진행 중이다.권 대표는 최근 수분해 수소발전 보트 실증에도 성공했다. 권 대표는 “재생에너지는 쓰는 전력량보다 많으면 전부 버려야 하는데 수소에너지는 수소를 만들어 저장하면 배터리보다 손실이 훨씬 적다”며 “두바이 등 일조량이 많은 국가에서 투자 문의가 들어오고 있다”고 말했다. 권 대표는 국내 특허 보유 중인 수전해수소발전기를 미국과 중국에서 특허 등록을 신청했다. 글로벌 진출을 위한 준비인 셈이다.그는 “처음 이 제품을 만들었을 때 ‘열 역학 법칙에 위배된다’ ‘사기다’ 같은 비난이 많았다. 웃기는 일이지만 외국에서 한 업체가 이를 개발했다고 하니 그 때부터 저의 성과를 인정했다”고 말했다. ■부산의 수소 경제부산에서는 권 대표 외에도 수소에너지에 관심이 많은 기업과 전문가가 모인 한국수소에너지기술연구조합이 활발하게 활동하고 있다. 지난해말 창립총회를 연 조합은 현대글로비스㈜와 선보공업㈜ ㈜케이워터크래프트 골든웰산업 한국재생에너지㈜ 등 30여 업체가 가입했다. 발포제 세계 1위 기업인 부산 사상구 ㈜금양은 수소연료전지 사업에 박차를 가하고 있다. 수소충전소용 압축기를 생산하는 ㈜대하(부산 강서구 미음산단)는 정부로부터 수소전문기업으로 지정됐다. 해운대구 그린시티에는 30.8㎿ 규모의 수소연료전지발전소가 가동 중이다.하지만 부산시의 발걸음은 느리다. 이제야 수소 전담 부서를 두겠다고 선언했고, 2개뿐인 수소충전소를 올해 내로 2개 더 건립하겠다고 밝혔다. 최근에는 서부산지역에 100㎿급 수소발전소 2곳을 건설하기로 하고 글로벌투자회사와 협의를 진행 중인 사실이 본지를 통해 알려져 이제야 뭔가를 한다는 평가를 받았다. 수소그린모빌리티 특구로 지정된 울산의 수소경제에 비하면 많이 뒤처져 있다.※수소 용어 정리■수소실온에서 기체 상태의 H₂로 존재한다. 산소와 결합하면 물(H₂O)이 된다. 물을 전기분해하면 수소와 산소가 발생한다. 수소(水素)의 어원은 ‘물을 만들다’는 독일어 ‘Wasserstoff’에서 나왔다. 프랑스어 ‘hydrogene’도 라부아지에가 1783년 ‘물을 생성한다’는 의미로 붙였다.■그린수소물을 전기분해해 얻은 수소를 말한다. 생산 과정에서 이산화탄소가 발생하지 않아 청정하다는 뜻에서 그린수소로 불린다. 생산과정에서 전기를 사용하는데 어떻게 전기를 활용하느냐에 따라 생산단가가 달라진다.■그레이수소천연가스에서 개질하거나 석유화학·정유·제철 공정에서 발생하는 수소다. 생산단가는 싸지만 이산화탄소가 많이 나오는 단점이 있다.■블루수소그레이수소 추출 과정에서 나오는 이산화탄소를 포집해 처리하면 이 때 생산하는 수소를 블루수소라 부른다. 탄소 배출을 줄일 수 있으나 이를 어떻게 처리하느냐가 과제다.  보도링크 : http://www.kookje.co.kr/news2011/asp/newsbody.asp?code=0300&key=20210604.22006001175 

2021.07.01

[한국미디어뉴스통신] '다가오는 수소에너지 시대를 맞이해 새로운 미래 가치를 창조해가다'

http://www.kmunews.co.kr/news/articleView.html?idxno=13654부산대학교 사회환경시스템공학과 권순철 교수 미국의 세계적인 경제학자이자 행동주의 철학자 제레미 리프킨은 저서인 ‘수소혁명’을 통해 화석연료 시대의 종말과 수소 에너지의 미래를 내다보며 수소에너지가 가히 에너지 혁명이라고 부를 수 있는 새로운 시대를 열 것이라고 전망한 바 있다. 또 이러한 ‘수소 시대’로 가기 위해선 탄소 배출이 없는 이른바 ‘그린 수소’를 만들어야 한다고 강조한 바 있다. 석유시대 이후의 수송에너지원으로 가장 주목받고 있는 에너지가 바로 수소다. 세계 각국은 수소의 중요성에 대해 인식하고 기술개발을 서두르고 있는데 미국은 1965년 우주선 ‘재미니 5호’에 이미 수소 연료전지를 사용했으며 이후의 아폴로 계획에도 수소 연료전지를 발전기로 탑재했다. 일본의 경우 1981년 에너지 절약기술 개발 프로젝트인 ‘문라이트 프로젝트’를 통해 수소 연료전지 개발에 착수했으며 수력, 태양광, 지열, 풍력 등을 신재생에너지로 생산하고 액체 형태로 전환해 세계적 규모의 수소 이용 네트워크를 구축하는 사업을 1990년대부터 시작하고 있다. 우리나라 역시 새로운 에너지 패러다임에 대한 준비를 본격적으로 추진하고 있으며 수소경제 선도국으로서의 입지를 확보하고 수소에너지를 활용하기 위한 본격적인 노력을 경주하고 있다. 부산대학교 사회환경시스템공학과 권순철 교수가 자연보존과 과학기술이 공존하는 친환경 에너지 개발에 앞장서며 새로운 미래 가치를 창조해 나가는 데 일조하고 있다. “우리나라는 OECD 국가 중 이산화탄소 배출 증가율이 가장 높다. 현재 이용하는 수소도 대부분 화석 연료로 만들고 있다.”면서 “수소는 연소 과정에서 그 부산물이 물(H2O) 뿐이며 이산화탄소의 배출이 없다. 산소와의 전기화학적 결합만으로 전기와 열을 만들어 내며 고압가스, 액체수소, 금속 수소화물 등의 다양한 형태로 쉽게 수송할 수 있고 안전한 저장이 가능하기 때문에 현재의 에너지 시스템에서 사용되는 거의 모든 분야에 이용할 수 있다.”고 강조했다. 수소에너지 시대가 본격적으로 도래하기 위한 핵심은 바로 연료전지다. 물을 전기 분해하면 수소와 산소로 분해되는데 연료 전지는 바로 이 수소와 산소를 화학 반응시켜 전기를 생산하는 장치다. LID 기법을 활용한 전기 물분해 반응을 통해 수소를 생산하고, 수소연료전지를 구동하는 기술력으로 자립형 에너지 시스템의 수립을 통해 보다 진보된 신재생 에너지 시스템을 구축해 가고 있는 권 교수는 특히 세계 최초로 물을 수소로 분해하고 다시 합치는 과정에서 발생하는 전기를 이용한 ‘워터보트’를 개발해 학계의 주목을 받았다. 수전해시스템으로 수소를 생산하여 동력을 얻는 시도는 세계 최초이며, 수소연료전지를 선박에 이용한 것은 국내 최초의 시도다. 핵심 기술인 LID 기법(Low Impact Development, 저영향 개발기법)을 활용해 수소를 생산, 수소연료전지를 구동하는 기술은 LID 기법으로 집수된 우수를 재활용하여 신재생 에너지 생산 및 저장시스템을 구축하는 기술로 권 교수는 우수의 정화과정을 거쳐 정수를 제조한 후 전기 물 분해 반응으로 수소를 생산하고 수소연료전지를 구동해 건물 내 에너지원으로 사용하는 신재생 에너지 시스템 구축을 목표로 하고 있다. ​수소에너지가 화석연료를 대체하고 환경친화적인 에너지시스템 구축에 중요한 역할을 담당하기 위해서는 수소에너지를 경제적이고 안정적으로 생산할 수 있어야 하며 사용에 용이하게 저장되고 보급되어야 한다. 하지만 우리 수소에너지의 기술수준은 아직도 상용화 단계에 미치지 못하고 있으며 경제성을 갖기 위해선 많은 시일이 소요될 것으로 보인다. 권순철 교수는 조직적이고 체계적인 기술력을 확보하기 위해 부산대학교 창업보육센터 입주기업인 케이워터크레프트를 설립, 친환경 연구 개발을 수행하며 인간과 자연이 공존하는 세상을 만들어가고 있다. 케이워터크래프트는 수전해 기반 에너지 저장 솔루션 기술을 보유한 기업으로, 수소공기청정기, 수전해수소발전기 등을 생산하고 있다. 세계 최초로 물로 구동하는 에너지 자립형 수소보트인 ‘워터보트’를 개발하였으며, 물을 전기분해할 때 발생하는 산소와 수소를 이용한 복합 집진/ 흡착 필터 방식의 산소발생 공기청정기인 ‘워터에어’도 개발했다. 또한, 장애인들이 움직임에 제약없이 편리하게 이동할 수 있도록 수전해 기반 에너지 생산저장 시스템을 이용한 ‘워터체어’라는 전동휠체어도 개발했다. 권순철 교수는 “다가오는 수소에너지 시대는 그동안 탄소를 중심으로 구축되어 온 에너지 기반이 수소를 중심으로 전환되는 미래의 경제 시스템을 의미한다.”며 “앞으로도 에너지 산업 부양을 위한 기술개발에 매진해 국가 발전에 이바지하고 국민적 관심을 확대해 나가겠다.”고 의지를 피력했다. ​권순철 교수는 삼성종합기술원 전문연구원, 부산대학교 입합부본부장 겸 토목공학과 교수, 마르퀴즈 후즈후 세계인명사전 등재, 한국해양공학회 기술이사, 한국수자원공사 기술심의위원, 환경공단 기술심의위원, 부산항만공사 기술자문위원, 부산광역시 기술심의위원, 부산시 해운대구 정책자문위원 등을 역임했다. [출처] 부산대학교 권순철 교수 '다가오는 수소에너지 시대를 맞이해 새로운 미래 가치를 창조해가다'|작성자 YNews  http://www.kmunews.co.kr/news/articleView.html?idxno=13654  

2021.06.30

[ KBS1 다큐ON] “수소사회로 가는 길

KBS1 다큐ON “수소사회로 가는 길” . [수소사회로 가는 길] 산업혁명 이후 계속된 화석연료의 사용은 환경파괴와 지구온난화를 가져왔고, 인류는 존폐의 기로에 서 있다. 지속가능한 친환경 에너지원을 찾는 일은 인류의 생존을 위한 급선무가 되었다. 이런 상황에서 가장 유력한 대안으로 제기된 것이 바로 수소에너지다. 조만간 세계는 수소를 주 에너지원으로 하는 산업구조로 재편될 것이며, 수소사회에서 유리한 자리를 선점하기 위해 각국은 치열한 경주를 벌이고 있다. 우리는 수소자동차로 대표되는 활용 분야에서 유리한 고지를 선점하고 있지만, 수소충전소 등 사회적 인프라 측면에서는 뒤쳐진 실정이다. 2021년 현재, 우리 곁에 다가와 있는 수소에너지의 모습은 어떤 것일까. 수소사회로 가는 길에서 우리가 짚어봐야 할 것은 무엇일까? 케이워터크레프트가 수소사회의 미래를 제시합니다. . 링크 KBS 다큐ON . http://vod.kbs.co.kr/m/index.html?source=episode&sname=vod&stype=vod&program_code=T2020-0388&program_id=PS-2021000319-01-000&broadcast_complete_yn=N&local_station_code=00§ion_code=05§ion_sub_code=08.KBS 다큐 Youtube 링크 . [다큐온] 수소 에너지는 친환경 사회로 가는 여권이다! 수소 차부터 수소 하우스까지! | “수소사회로 가는 길” (KBS 210326 방송).https://www.youtube.com/watch?v=Vz7F478dpoM

2021.04.05

[보도자료] 에너지 자립형 ‘워터스테이션’ 개발사, 케이워터크레프트

  ▲ 케이워터크레프트의 권순철 대표로, 부산대 사회환경시스템공학과 교수를 겸하고 있다.  [월간수소경제 성재경 기자] 기름 대신 물로 가는 배가 있다. 일명 ‘워터보트’란 이름이 붙었다. 물을 전기분해한 연료전지와 배터리의 조합으로 트롤링 모터를 돌려서 가는 작은 보트다. 부산대기술지주의 자회사인 케이워터크레프트가 지난 2018년에 처음 개발해 주목을 받았다.  그리고 올해, 이 배를 업그레이드한 5인승 배를 3년 만에 선보였다. 지난 1월 29일, 화명생태공원의 요트계류장에서 배를 띄워 실증 시험을 진행했다. 케이워터크레프트는 워터보트 외에도 물로 구동하는 전력생산 발전기인 ‘워터스테이션’, 산소발생 공기청정기인 ‘워터에어’를 개발했다. ‘워터(물)’로 전기를 만들어 구동하는 수전해 기술을 갖춘 회사의 이력이 궁금했다. 케이워터크레프트가 있는 부산을 찾았다.  알칼라인 수전해 통한 그린수소 생산 기술케이워터크레프트는 부산대 사회환경시스템공학과의 권순철 교수가 대표이사로 있다. 부산대 기술지주회사로 교내 효원산학협동관 안에 사무실을 두고 있다. 지난 2019년 2월에 회사를 설립했으니 이제 갓 2년이 된 스타트업이라 할 수 있다. 현재 10명의 임직원이 일하고 있다. “교수로 부임하기 전에 삼성종합기술원 에너지랩에 전문 연구원으로 있었어요. 학교에 오기 전까지 연료전지와 리튬공기전지를 연구했죠. 향후 저장 쪽인 리튬전지보다 발전 쪽인 연료전지 시장이 더 커질 것으로 보고 연료전지 연구에 집중했어요. 그때가 2015년이죠. 3년 뒤에 워터보트를 내놓고 큰 주목을 받았지만, 이 배는 수전해의 작동원리를 대중에 소개하기 위한 이벤트에 가까워요. 사업적으로 우리가 집중하는 분야는 워터스테이션과 워터에어라 할 수 있죠.” 권순철 대표를 따라 연구동을 돌아본다. 2018년에 개발한 워터보트가 입구에 놓여 있다. 사실 이 배는 새로울 게 없다. ‘에너지 옵저버(Energy Observer)’란 이름을 단 세계 최초의 자립 에너지 연료전지선박이 세계 일주에 도전하고 있기 때문이다. 지난 2019년 말에는 도요타의 연료전지시스템으로 교체해 출력을 높이기도 했다.  ▲ 부산 화명생태공원 요트계류장에서 5인승 워터보트 실증을 진행 중이다.  “최근에 선보인 배는 길이 5m로 이보다 훨씬 크죠. 3kW급으로 시간당 최대 480L의 수소를 생산해요. 우리가 만든 워터스테이션도 3kW에 맞춰 실증이 이뤄지고 있죠.” 독일의 인앱터(Enapter) 사에서 개발한 음이온교환막(AEM) 전해조인 EL 2.1의 사양은 시간당 500L로, 24시간 운전했을 때 1kg 정도의 수소를 생산한다. 케이워터크레프트가 개발한 3kW급 워터스테이션은 이보다 낮은 수준이라 할 수 있다. 기술적인 배경도 다르다. 케이워터크레프트는 자체 개발한 알칼라인 수전해 기술을 적용하고 있다.  “부산사회체육센터에 있는 테니스장 옆에 워터스테이션을 설치해서 야간 조명을 밝히는 용도로 실증을 진행하고 있어요. 낮 동안 태양광으로 충전한 전기를 배터리에 저장했다 오후 6시부터 11시까지 5시간 동안 수전해 설비를 돌려 조명을 밝히고 있죠. 비가 오거나 흐린 날은 태양광 충전이 어려워요. 그럴 땐 한전의 전기를 배터리에 충전했다 수전해 설비를 돌리게 되죠.” 워터스테이션은 물로 구동하는 에너지 자립형 수소발전시스템이다. 도시가스를 개질한 수소로 발전하는 기존의 연료전지는 이산화탄소를 배출하지만, 워터스테이션은 기본적으로 재생에너지와 연계한 그린수소를 쓰기 때문에 탄소배출 문제에서 자유롭다. 그래서 ‘에너지 자립형’이라는 말이 붙는다.  3kW 워터스테이션, 주택·건물 등에 활용연구실 안쪽에 워터스테이션 시제품이 놓여 있다. 알칼라인 수전해 장치의 초기 모델이 내부에 남아 있다. 납작한 원형판 모양의 전극에 립스틱 케이스 모양의 수소정제 장치가 달려 있다. 지금은 시스템을 개량해 원통형으로 전극을 제작한다. 전극 2개와 수소정제 장치 한 세트를 묶음으로 연결해 수소 생산 용량을 늘리는 방식이다.     ▲ 수전해 전극과 수소정제기 세트를 여러 개 연결해서 수소 생산 용량을 늘리는 방식이다.  “기술 보안상 보여드리기는 어렵지만, 촉매와 전극을 자체 개발하는 전극 제조실을 따로 운영하고 있어요. 국내 제작은 비용이 많이 들기 때문에 중국 OEM사에 의뢰해서 시제품을 만들고 있죠. 기술 유출을 막기 위해 몇몇 업체에 나눠서 제작을 의뢰해요. MEA(막전극접합체)가 대표적이라 할 수 있죠.” 3kW면 단독으로 주택용 연료전지로 쓰기에 무리가 없다. 다만 전기료가 저렴한 국내 시장의 특성상 수요가 있을지는 의문이다. 기존에 가정용으로 보급된 1kW 연료전지, 사우나 시설 등에 보급된 건물용 연료전지의 경우 잦은 고장으로 멈춰 서거나, 전기료보다 비싼 도시가스 비용 때문에 가동을 중지한 곳이 많기 때문이다. 연료전지 보급에 들어가는 보조금을 두고 혈세 낭비라는 지적이 이는 것도 이런 이유다.  ▲ 탄소분리판을 적용한 3kW 연료전지가 한쪽에 놓여 있다.  “워터스테이션의 소비처를 꼭 개인에 한정할 필요는 없다고 봐요. 우리는 이 시스템을 대단위 공용전기를 운용하는 형태로 갈 생각이죠. ‘서산 그린바이오 스마트시티 조성사업’에 나선 현대건설과 양해각서를 주고받은 것도 그런 이유입니다. 1,850세대가 들어서는 대규모 사업인데, 그중 10%인 180세대 정도가 쓸 공용전기에 워터스테이션을 적용하는 방안을 추진하고 있죠.” ‘서산 그린바이오 스마트시티’는 서산간척지 B지구에 2025년 말까지 6,300억 원을 들여 첨단기술을 반영한 도농복합도시를 조성하는 사업이다. 유휴부지에 태양광 설비를 들여 신재생에너지 타운도 만들게 된다. 태양광으로 생산한 전기로 그린수소를 만들어 쓰는 워터스테이션과도 접점이 있는 부분이다. “우성건설이 장전동에 짓는 두 동짜리 주상복합 아파트 건물에도 워터스테이션이 설계에 반영돼 있어요. 여기도 공용전기를 쓰는 형태죠. 환경에 대한 관심이 늘고 제로에너지 빌딩이나 타운이 유행하면서 워터스테이션이 주목을 받고 있어요. 효율이 좀 떨어지더라도 도시가스를 개질하는 방식보다는 환경에 무해한 ‘에너지 자립형’으로 가고 싶다는 요구가 늘고 있죠. 건설사도 높은 용적률을 적용받을 수 있기 때문에 관심이 많아요.” 하동의 칠불사도 워터스테이션에 관심이 있다. 산속 사찰은 추위에 취약하고 열효율이 떨어져 난방에 많은 전기가 든다. 현지 입지를 보면 일조량이 부족하고 나무가 많아 태양광 설치에 어려움이 있지만, 사찰에서 오히려 적극적이라고 한다. 템플스테이 건물에 태양광을 설치하는 쪽으로 이야기가 되고 있어, 조만간 템플스테이 실증화 사업에 들어갈 예정이다.  케이워터크레프트는 스마트팜 실증을 위해 교내 한곳에 새싹인삼을 기르는 용도로 3kW 워터스테이션을 설치해 운영하고 있다. 통상 연료전지를 결합한 스마트팜의 경우 천연가스를 개질할 때 나오는 이산화탄소를 작물 재배에 활용하는 안을 포함한다. 물론 이곳은 태양광과 연계한 그린수소를 활용하는 만큼 그럴 필요가 없다. 전기만 만들어 쓰는 형태다.  ▲ 새싹인삼 재배를 위해 부산대 안에 설치한 스마트팜 실증화 설비.▲ 스마트팜 실증화 설비 안에 있는 3kW 워터스테이션.  산소발생 공기청정기 ‘워터에어’교수실에 나란히 앉아 큰 모니터를 보며 이야기를 이어간다. 케이워터크레프트는 부산대기술지주에 속해 있다. 그래서인지 기술개발로 승부하는 스타트업과 대학 연구소의 분위기가 반반씩 섞여 있다. 부산대 내부의 시설이나 기자재를 이용할 수 있다는 점, 기술지주회사의 높은 신뢰도는 든든한 배경이 된다. “시리즈 A, B 형태로 투자를 받을 때 기술지주회사가 큰 힘이 되죠. 시제품 제작비를 지원받거나 관련 업체를 소개받기도 하고요. 다만, 학생들을 가르치는 교수직을 겸하다 보니 사업에 대한 집중도가 분산이 되긴 합니다. 그래서 휴직을 하고 사업에 집중하는 교수님도 있죠. 워터스테이션만 해도 사업이 궤도에 오르면 국내에 조립공장이 꼭 필요해요. 이 부분은 울산테크노파크와 협의를 하고 있죠.”  ▲ 100W급 알칼라인 수전해 장비를 현재 3kW급으로 키웠다.  ▲ 시제품으로 제작한 워터스테이션 초기 모델이 연구실 안쪽에 놓여 있다.  워터스테이션 다음으로 개발에 집중하고 있는 제품은 산소발생 공기청정기인 ‘워터에어’다. 공기청정기에 알칼라인 수전해 기술을 접목, 수소로 연료전지를 구동해 전기료를 절감하면서 산소를 대기 중에 내보내는 제품이다. 권순철 대표가 휴대폰으로 촬영한 워터에어의 구동 영상을 보여준다.  “800W 배터리에 알칼라인 수전해 장치, 30W 연료전지를 넣어서 개발한 시제품입니다. 공기청정 필터 외에도 가습기 기능을 더했죠. 전원 코드를 연결하지 않은 무선 상태로도 4시간 동안 작동이 돼요. 바퀴를 달아 이동할 수 있게 할 계획이죠. 정제가 된 깨끗한 산소를 방출하기 때문에 창문을 닫아놓고 집 안에서 생활해도 숲속에 들어온 것 같은 기분을 느낄 수 있어요.” 여기에 편백나무 향을 더하면 피톤치드 효과를 보게 된다. 실내 공기질 문제에 민감한 소비자의 요구를 모두 반영했다. 이 제품은 현재 양산을 위한 설계 단계에 있다. 제품 출시는 내년 하반기로 잡고 있다.  “아기를 둔 부부나 노인 가정에 수요가 많을 것으로 예상하고 있죠. 디자인에 공을 들여 시중에 유통되는 제품과 동일한 가격으로 내면 승산이 있다고 봅니다. 은행 같은 상업시설, 학교 같은 공공시설에도 설치해서 중앙제어가 가능하도록 할 방침이죠. 앱 사용도 당연히 지원하고요.”  ▲ 산소발생 공기청정기인 워터에어 시제품.  생산은 홍콩의 OEM사와 진행할 예정이다. 케이워터크레프트는 워터에어의 대여와 유통을 위해 지난해 6월 렌탈 플랫폼 운영사인 미래비즈코리아와 손을 잡기도 했다.  케이워터크레프트의 제품 라인은 워터스테이션이 기본이다. 알칼라인 수전해 기술과 연료전지 기술을 바탕으로 배도 만들고, 공기청정기도 만들고, 전동휠체어도 만들고, 수전해로 그린수소를 생산하는 에너지 자립형 수소충전소도 만들겠다는 포부를 안고 있다.  이런 비전을 현실화하려면 실행력이 뒤따라야 한다. 수전해의 효율과 내구성을 높이는 과정이 필요하고, 상용 제품을 합리적인 가격에 내놓을 수 있는 양산체계를 갖춰야 한다.  “투자를 하겠다는 곳이 있고, 현재 협의를 진행 중에 있어요. 회사 설립 당시와 비교해서 근 2년 만에 수전해에 대한 관심이 부쩍 늘었죠. 또 국내 대기업들이 수소 사업에 본격적으로 뛰어들면서 투자를 크게 늘려가고 있어요. 이런 경쟁 구도 안에서 우리만의 장점을 찾아가야 한다는 숙제를 안고 있죠.” 케이워터크레프트는 관련 실증을 진행하면서 기술력을 쌓고, 워터스테이션의 상용화를 통해 회사의 규모를 키워가야 한다. ‘에너지 자립’을 위해서는 ‘자본의 자립’이 선행되어야 한다. 현실이 그렇다. 케이워터크레프트가 올 한 해 힘을 내야 하는 이유다. 보도링크 : https://www.h2news.kr/news/article_print.html?no=8882

2021.03.29

[MOU] 고려인삼농원 농업회사법인(주)바이오한젠_스마트 IT기반 에너지자립형 수소발전시스템 일체형 스마트팜 구축을 위한 업무 협약

스마트 IT기반 에너지자립형 수소발전시스템 일체형 스마트팜 구축을 위한고려인삼농원 농업회사법인(주)바이오한젠 및 (주)케이워터크레프트 간의 협약서     ​We Build Sustainable Clean Energy World수전해/수소연료전지 시스템 전문기업 

2021.03.16

[국제신문] 수소발전기서 전력 자립의 답 찾은 하동 칠불사

21.02.22 국제신문 수소발전기서 전력 자립의 답 찾은 하동 칠불사 http://www.kookje.co.kr/news2011/asp/newsbody.asp?code=0200&key=20210223.33001007006  전 세계가 온실가스의 주범인 탄소 배출을 줄일 대안 에너지로 수소에 주목한다. 우리 정부도 2050년 탄소 중립을 이루겠다고 선언했다. 국제신문은 미래 경쟁력인 ‘수소 경제’가 부울경의 성장 동력으로 자리 잡도록 연중기획으로 소개한다.- 부산대 자회사 케이워터크래프트- 수전해 장치 ‘워터스테이션’ 개발- 내달 템플스테이 건물 전기 공급- 사찰 전기료·미관 고민 해결 기대부산 중소기업이 자체 개발한 수소발전기로 연간 수천만 원의 전기료 부담을 안고 있는 경남 하동 칠불사의 ‘전력 자립’을 위해 실증에 들어간다.  부산대 기술 지주의 자회사 ㈜케이워터크래프트는 다음 달 칠불사에서 수소 발전기인 ‘워터스테이션’ 실증을 시작한다고 22일 밝혔다. 워터스테이션은 물을 전기로 분해(수전해)해 수소를 추출한 뒤 전기를 생성하는 3㎾급 발전기다. 물만 공급하면 24시간 구동하면서 하루 72㎾h, 한 달 2160㎾h 전기를 생산할 수 있다. 혹서기를 제외한 일반 가정의 월평균 전기 사용량이 350㎾h로, 워터스테이션 한 대로 6가구가 전력 자립을 이룰 수 있다.워터스테이션을 칠불사에 설치하는 목적도 전력 자립이다. 칠불사는 1세기에 가락국 시조 김수로왕이 창건했다고 전해지는 유서 깊은 사찰로, 규모가 크고 템플스테이도 활발하다. 이 때문에 연간 전기료가 8000만 원에 달한다. 이욱태 한국수소에너지기술연구조합 이사장이 칠불사 측의 전기료 부담 고민을 듣고 회원사인 케이워터크래프트를 소개하면서 실증이 성사됐다. 이 이사장은 “스님들이 한곳에 머물며 수행하는 동안거, 하안거 기간에 선방(수행 장소)과 3층 규모인 템플스테이용 전각에 냉난방을 하느라 에너지 비용이 컸다. 주지인 도응 스님이 백방으로 알아본 결과 태양광 발전을 이용하라는 추천을 받았지만, 패널을 설치하면 사찰 주변 환경이 훼손되고 패널에 반사된 빛 때문에 방문자의 불편이 클까 주저하고 있었다”고 설명했다.워터스테이션은 칠불사의 고민을 해결하기에 적합한 방법으로 꼽힌다. 워터스테이션에 내장된 수전해 시스템이 태양광 패널에서 공급된 전기를 이용해 모아둔 빗물에서 수소를 분리하고, 이 수소가 연료전지를 통과하면서 전기를 생산한다. 전기가 남으면 배터리에 저장했다가 수전해 시스템 구동에 다시 사용할 수 있기 때문에 야간이나 흐린 날 등에 사용할 수 없는 태양광 발전의 단점도 보완한다.또 현재 가장 많이 활용되는 부생 수소(석유화학 공정에서 포집), 개질 수소(천연가스 분해)는 모두 탄소를 배출하는데 비해, 워터스테이션은 탄소 배출량이 0인 수전해 수소를 이용한다는 것도 장점이다. 탄소를 배출하는 화석연료 중심의 경제 체제에서 벗어나기 위해 수소 경제가 주목받는 만큼 전망이 밝다.케이워터크래프트는 워터스테이션으로 칠불사의 템플스테이 전각에 전력을 공급해 경제성 등을 검토할 예정이다. 워터스테이션은 현재 해운대구 사회체육센터 야외 테니스장에 설치돼 조명탑에 전기를 공급하고 있다. 앞으로 금정구에 건립 중인 아파트의 공용시설 전력 공급용으로 설치될 예정이다.워터스테이션은 현재 누구나 구매할 수 있지만, 가격이 7000만 원으로 다소 높다는 점이 보급의 걸림돌이다. 권순철 케이워터크래프트 대표(부산대 토목공학과 교수)는 “양산 체제가 갖춰지면 가격을 20~30% 낮출 수 있다. 발전용량 1㎾당 정부 보조금 1500만 원이 지급되기 때문에 일반 가정에 보급 가능한 수준이 될 것”이라고 말했다. 정철욱 기자 

2021.03.16
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