고체산화물 연료전지 SOFC 장점 단점 관련주

최근 AI 데이터센터의 전력 공급을 위한 대안으로 고체산화물 연료전지(SOFC)가 주목받고 있습니다. SOFC는 높은 발전 효율과 친환경성으로 인해 AI 데이터센터의 전력 공급 문제를 해결할 수 있는 유망한 기술로 부각되고 있습니다.

 

고체산화물 연료전지(SOFC)는 화학 에너지를 전기 에너지로 효율적으로 변환시키는 차세대 에너지 기술입니다. 이 글에서는 SOFC의 작동 원리, 장단점, 그리고 향후 발전 방향에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

 

 

1. SOFC의 작동 원리

 

 

SOFC는 세라믹 재질의 고체 전해질을 사용하는 연료전지입니다. 주요 구성 요소는 연료극, 공기극, 그리고 전해질로 이루어져 있습니다.

 

연료극에서는 수소 등의 연료가 산화되어 전자를 방출하고, 공기극에서는 산소가 환원되어 전자를 받아들입니다. 이 과정에서 발생한 전자 흐름이 전기 에너지로 변환됩니다. SOFC는 고온에서 작동하므로 반응 속도가 빠르고 효율이 높습니다.

 

 

SOFC

 

 

2. SOFC의 장단점

 

 

1) 장점

 

높은 발전 효율: SOFC는 기존 화력발전소에 비해 약 2배 이상의 높은 발전 효율(60% 수준)을 달성할 수 있습니다. 이는 화학 에너지를 전기 에너지로 효율적으로 변환할 수 있기 때문입니다.

 

친환경성: SOFC는 연소 과정에서 대기 오염물질 배출이 거의 없어 환경 친화적입니다. 온실가스 배출도 최소화할 수 있습니다.

 

연료 다양성: SOFC는 수소뿐만 아니라 천연가스, 바이오가스 등 다양한 연료를 사용할 수 있어 에너지원의 다양성을 확보할 수 있습니다.

 

이러한 장점으로 인해 SOFC는 AI 데이터센터의 전력 공급을 위한 유망한 대안으로 주목받고 있습니다. 특히 AI 시대에 급증하는 데이터센터의 전력 수요를 충당하면서도 환경 영향을 최소화할 수 있는 기술로 기대를 모으고 있습니다.

 

2) 단점

 

고온 작동: SOFC는 500~700도씨의 고온에서 작동하므로 열 제어가 어렵고 내구성 문제가 발생할 수 있습니다.

초기 투자비용 높음: SOFC 시스템 구축을 위한 초기 투자비용이 높아 경제성 확보가 어려운 편입니다.

 

 

3. SOFC의 미래 발전 방향 및 관련 기업 동향

 

 

SOFC 기술은 지속적으로 발전하고 있으며, 특히 작동 온도 저감과 내구성 향상에 초점이 맞춰져 있습니다. 이를 통해 SOFC의 상용화와 보급이 가속화될 것으로 기대됩니다. 또한 SOFC와 수소 경제의 연계를 통해 미래 에너지 시스템의 핵심 기술로 자리 잡을 것으로 전망됩니다.

 

SOFC 관련 기업들의 동향을 살펴보면 다음과 같습니다.

 

SK이터닉스: 미국 블룸에너지의 고효율 연료전지 국내 공급권을 보유하고 있습니다.

 

한선엔지니어링: 국내 최초로 블룸 SK 퓨얼셀의 SOFC 공급업체로 선정되었으며, SK에코플랜트의 싱가포르 데이터센터 SOFC 공급 사업을 수주했습니다.

 

LS머트리얼즈: 블룸SK퓨얼셀의 SOFC 부품 국산화 1차 협력사로 선정되었습니다.

 

SK디앤디: 2019년 블룸에너지와 발전용 연료전지 공급계약을 체결했습니다.

 

아모센스: SK에코플랜트, 블룸에너지 등과 SOFC 기자재 부품 개발 및 국산화 협약을 맺었습니다.

 

범한퓨얼셀: 순수수소 건물용 연료전지 5kW와 10kW 모델을 개발하여 KGS 인증을 획득하였습니다. 특히 10kW 모델은 56.9%의 높은 발전효율을 달성하였습니다.

 

두산퓨얼셀:내년 5월부터 고체산화물연료전지(SOFC) 양산을 계획하고 있습니다. 또한 두산퓨얼셀은 새만금 산업단지에 50MW 규모의 SOFC 공장을 구축하고 있으며, 2024년까지 발전용 SOFC의 개발 및 실증을 완료하고 2025년부터 시장에 진출할 예정입니다.

 

이 외에도 금양그린파워. 비에이치아이 , 미코, 엘티씨 등이 있습니다.

 

 

4. SOFC의 활용: 수소 경제와의 연계

 

 

SOFC는 수소 경제와 밀접한 관련이 있습니다. SOFC는 수소뿐만 아니라 다양한 연료를 사용할 수 있어 수소 경제 실현에 기여할 수 있습니다. 수소를 연료로 사용하는 SOFC는 전기 생산 과정에서 물만 배출하므로 친환경적이며, 높은 효율로 인해 수소 경제 활성화에 도움이 될 것으로 기대됩니다.

 

또한 SOFC는 전기를 수소로 변환할 수 있는 기능도 가지고 있어, 신재생에너지 발전 시 잉여 전력을 수소로 저장하는 데 활용될 수 있습니다. 이를 통해 에너지 저장 및 수송 문제를 해결하고, 수소 경제 실현을 앞당길 수 있습니다.

 

따라서 SOFC는 수소 경제와 긴밀하게 연계되어 미래 에너지 시스템의 핵심 기술로 자리 잡을 것으로 전망됩니다.

 

 

마치며

 

 

SOFC는 높은 효율과 친환경성을 바탕으로 미래 에너지 혁명을 이끌어 갈 핵심 기술이라고 할 수 있습니다. 앞으로 SOFC 기술의 지속적인 발전과 보급 확대를 통해 우리 사회가 보다 지속가능한 미래를 향해 나아갈 수 있을 것입니다.