[월간수소경제 편집부] 미국 에너지부(DOE)의 화석에너지 사무국(FE)은 소형 고체산화물 연료전지(SOFC)와 하이브리드 에너지 시스템 연구개발에 대한 연방정부의 자금 3천만 달러(한화 약 368억 원) 조달 계획을 지난 5월 31일 발표했다.  

이는 고체산화물 전해전지(SOEC) 기술을 이용해 소규모 SOFC 하이브리드 시스템을 상업성이 있는 수소 생산, 발전 단계까지 높이는 기술을 개발하는 데 목적이 있다. 또 가스화 시설에서 나온 합성가스로 SOFC를 운전하는 검증 프로그램도 추진한다.

이번 발표는 지난해 8월 ‘SOFC 프로그램의 상태에 관한 의회보고서’에 실린 내용에 기초하고 있으며, △ 소규모 분산발전 SOFC 시스템 △ 고체산화물 시스템(SOFC, SOEC)을 활용해 수소와 전기를 생산하는 하이브리드 시스템 △ SOFC의 연료로 쓰는 석탄 유래 합성가스의 세정 공정 및 합성가스의 단일·다중 셀 테스트로 요약된다.

먼저 소규모 분산발전 SOFC 시스템은 100kW 이상 대규모 발전 시스템이 아닌, 5~25kW의 소규모 애플리케이션에 중점을 두고 있다. 

이 프로그램의 목표는 연구개발을 지원해 대체 기술을 개발함으로써 SOFC 시스템의 비용을 낮춰 보조금 지급 비용을 낮추는 데 있다.

두 번째 하이브리드 시스템 프로젝트는 SOFC와 SOEC의 하이브리드 구성을 통해 SOEC의 비용과 성능, 안정성을 개선하는 데 필요한 재료를 개발하고, 하이브리드 에너지 시스템의 효율성을 검증하는 과제라 할 수 있다.

SOFC는 이미 시장에 안착해 상용화의 길을 걷고 있지만, 상업적 SOEC 시스템은 시장에 나와 있지 않다. SOEC는 물을 전기분해해 수소를 생산하는 고체산화물 수전해전지를 말한다.

이는 천연가스를 개질한 수소로 발전하는 SOFC에 수소 생산이 가능한 SOEC 시스템을 통합하기 위한 노력의 일환이며, 새로운 재료를 실험하고 효율적인 플랜트를 설계하도록 연구개발비를 지원한다.

마지막 프로젝트는 석탄에서 추출한 합성가스의 오염물질을 제거하는 소규모 합성가스 정화 시스템의 설계와 제작, 테스트를 의미한다. 

이는 석탄가스화 SOFC 시스템(IGSOFC)으로 불리며, 석탄 가스화 공정에서 나오는 합성가스의 오염물질을 제거해 SOFC 운전 시 성능이나 내구성에 영향을 미치지 않도록 하는 기술 개발을 목표로 하고 있다.