두산퓨얼셀 연료전지 기술 및 원리

수소경제 육성 및 수소 안전관리에 관한 법률의 개정안이 통과되면서 두산퓨얼셀에는 청신호가 켜졌다. 이로 인해 오는 하반기(22년도)에는 두산퓨얼셀의 수주 확대로 보다 높은 성장세를 보일 전망으로 이러한 수소법은 22.05.29일 본 회의를 정식 통과하였다.

 

이번 수소법 개정안은 전기사업자는 일정 비율의 청정수소 발전 구매를 의무화 함으로써 청정수소발전의무화 제도인 CHPS 도입을 통해 각 발전사들이 본격적으로 연료전지를 의무적으로 발주를 해야만하는 상황이다.

 

이러한 상황에서 국내 연료전지의 대장격에 달하는 두산퓨얼셀에서는 국내 뿐 아니라 중국 및 해외에서의 추가 수주를 통해 대거 수주 기대감을 보이고 있다.

 

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연료전지 기본원리

연료전지는 수소(H2)와 산소(O)를 통한 화학반응으로 전기를 생산해내는 친환경적인 수소 발전 기술에 속한다.

 

이러한 발전 과정을 통해 전기뿐 아니라 온수 생산에도 활용할 수 있으며 수소와 산소 사이에 투입되는 전해질의 종류에 따라 연료전지의 명칭이 달라지기도 한다.

연료전지 화학반응

수소는 연료극으로 투입되어 촉매에 의해 수소양이온과 전자로 분리된다. 전해질은 이온만 통과시키는 물질로 수소이온은 연료극에서 전해질을 통과해 공기극으로 이동하게 된다.

 

공기극은 전해질을 통과한 수소양이온과 공기극으로 투입된 산소가 촉매에 의해 결합되어 물이 생성된다. 전기는 전자가 외부의 회로를 통해 이동하며 전기를 생성하게 된다.

두산퓨얼셀 개발 분야

두산퓨얼셀에서 주력하고 있는 연료전지 분야는 "인산형 연료전지[PAFC]" 외에도 고체산화물 연료전지와 선박용 연료전지, 암모니아 연료전지에 대한 추가적인 개발과 투자를 통해 중장기적으로 나아가기 위한 개발에 힘쓰고 있다.

인산형 연료전지(PAFC)

Phosphoric Acid Fuel Cell이라 불리는 인산형 연료전지는 액체 인산을 전해질로 사용하여 붙혀진 이름이다. 이는 높은 내구성을 지닌 덕에 다양한 연료를 통해 전력을 생산할 수 있으며 실시간 부하 변동에 즉시 대응할 수 있는 응답성을 지닌 연료전지이다.

또한 전기와 동시에 지역난방용 온수까지 최대 90%의 효율로 공급할 수 있는 고효율 에너지원으로 각광받고 있다.

 

생산 수소 종류

수소는 생산방법에 따라 크게 그레이수소, 블루수소, 그린수소로 나뉜다.

 

그레이수소는 현재 생산되는 수소의 96%를 차지하여 대부분 그레이수소에 속한다. 이는 천연가스를 개질하여 생산되며 석유화학 회사에서 부수적으로 발생하는 수소도 그레이수소에 속하고 있다.

 

블루수소는 그레이수소에 CCU 기술을 활용한 것이다. 그린수소는 태양광이나 재생에너지에서 나오는 전력으로 물을 전기분해해 생산하며 이는 생산 단가가 높아 그리 각광받지는 못하는 추세이다.

 

현재 블루수소가 이산화탄소 배출도 거의 없고 비교적 낮은 비용으로 수소를 생산할 수 있기에 가장 많은 관심을 얻고 있는 수소 종류에 속한다.