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제1회 녹색 수소기술 심포지엄 개최
우리 대학 나노융합연구소(연구소장 : 정희태)는 LX하우시스(구. LG하우시스)와 공동 주관으로 7월 2일 본교에서 제 1회 ‘Green Hydrogen Technology Symposium’ 행사를 개최했다.
최근 폭설, 폭염, 산불, 태풍 등의 이상기후의 현상은 우리 주위에서 쉽게 자주 찾아볼 수 있는 일이 되었으며, 이에 국제사회는 온실가스에 의한 기후변화 문제의 심각성을 인식하고 이를 해결하기 위하여 유럽을 중심으로 탄소 감축 노력을 강화하는 추세가 이어지고 있다. 우리나라도 2020년 다양한 사회적 논의를 바탕으로 「2050 탄소 중립화」를 선언하였고, 이에 대한 종합적인 전략 및 5대 기본방향을 발표했다.
※ 5대 기본 방향: 1) 깨끗하게 생산된 전기·수소의 활용 확대, 2) 에너지 효율의 혁신적인 향상, 3) 탄소 제거 등 미래기술의 상용화, 4) 순환경제 확대로 산업의 지속 가능성 제고, 5) 탄소 흡수 수단 강화 - 2020년 국가 범정부협의체 장기 저탄소 발전전략(LEDS, Long-term Low greenhous gas Emission Development Strategy)
2050년 탄소중립 목표를 달성하기 위해서는 기존 기술의 향상만으로는 달성하기 힘들고, 기존 기술 개발의 가속화와 더불어 초융합 연구를 통한 파괴적이고 혁신적인 아이디어 구현이 바탕이 되어야 한다. 이에, 나노융합연구소는 KAIST만의 장점을 바탕으로 초융합 R&D 체계를 도입하고자 하며, 기술개발에 앞서 기업(에너지 얼라이언스)과의 지속적인 협의를 통해, 경제사회적 니즈를 받아들여 연구 계획을 수립하고 오픈형 산학연 융합 플랫폼을 개발하여 보다 빠르게 가시적인 성과 창출을 기획하고 있다.
이번 ‘Green Hydrogen Technology Symposium’에서는 한국에너지기술연구원 수소연구단 김우현 책임연구원의 초청세미나가 개최되었으며, ‘개질반응 기반 수소생산 기술의 최근 연구개발 동향’ 주제로 수소경제 시대의 수소 에너지 수요에 대응할 수 있는 주요 개질기반 수소생산 기술 동향들을 소개했다. 또한 그 밖에 환경전문가 이윤호 교수(서울대), 황윤정 교수(서울대), 이규복 교수(충남대)가 참석하여 다양한 시각에서 미래 저탄소 에너지 시대를 준비하기 위한 연구개발의 지향점을 심도있게 논의하였다.
행사를 주최한 나노융합연구소 정희태 소장(생명화학공학과 교수)은 “향후 과학기술은 기후변화, 고령화 및 4차 산업혁명 시대를 준비하고 도약하여야 하는 시대적 사명을 필연적으로 가지고 있으며, 이에 따른 융합기술의 중요성은 너무나 자명하다. 이러한 시대적 문제를 해결하기 위해서는 기존의 학과 단위의 연구 환경에서 벗어나 화학, 생명, 전자, 기계, 소재와 같은 기술융합만이 미래를 이끌 핵심 기술력이며 해결책이 될 것이다.”며 “향후 나노융합연구소에서는 인류가 직면하는 세계적으로 심각한 기후‧환경변화 문제 해결을 위하여 온실가스 감축, 지속가능한 새로운 에너지원 개발, 물/미세먼지 등의 기술의 고도화를 위한 연구를 집중적으로 추진하고자 하며, 이에 KAIST 기후변화대응 연구소 설립을 추진 중에 있다.”고 밝혔다.
또한, 이번 행사를 공동 주최한 LX하우시스에서는 이진규 부사장과 정승문 연구위원이 함께 참석하였으며, 국내‧외 탄소중립을 위한 국가별 정책과 기업들의 전략을 진단하고 그린수소 활성화를 위한 수소경제의 발전 방안에 대하여 심도있는 논의가 이뤄졌다.
2021.07.02 조회수 6190 -
김희탁 교수, 바나듐레독스 흐름전지용 전해액 신공정 개발
〈 김희탁 교수, 허지윤 박사과정, KIER 이신근 박사〉
우리 대학 생명화학공학과/나노융합연구소 차세대배터리센터 김희탁 교수와 한국에너지기술연구원(원장 곽병성) 에너지소재연구실 이신근 박사 공동연구팀이 생산 비용을 40% 줄인 바나듐 레독스 흐름전지용 고순도 전해액 생산 공정 개발에 성공했다.
허지윤 박사과정이 1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈 (Nature Communications)’ 9월 27일 자 온라인판에 게재됐고, 우수성을 인정받아 에디터 하이라이트(Editor’s Highlight)로 선정됐다. (논문명: Catalytic production of impurity-free V3.5+ electrolyte for vanadium redox flow batteries)
최근 리튬이온전지 기반 대용량 에너지 저장장치의 발화사고가 빈번하게 발생하면서 수계 전해질을 이용하는 비 발화성 바나듐 레독스 흐름전지에 대한 관심이 커지고 있다.
바나듐 레독스 흐름전지는 안전성뿐 아니라 내구성 및 대용량화의 장점이 있어 대용량 에너지 저장장치로의 응용이 기대되고 있으나, 리튬이온전지 대비 높은 가격으로 인해 시장 확대가 지연되고 있다.
바나듐 레독스 흐름전지의 부품 소재 중 바나듐 전해액은 전지의 용량, 수명과 성능을 결정하는 핵심 소재이며 전체 전지 가격의 50% 이상을 차지하고 있어, 바나듐 전해액의 저가격화는 바나듐 레독스 흐름전지 시장 확대의 핵심이라 할 수 있다.
상업적으로 이용되는 바나듐 전해액은 3.5 가의 산화수를 가지며, 이는 5가의 바나듐옥사이드(V2O5) 전구체를 전기분해를 이용해 환원시켜 제조된다. 그러나 전기분해 방식은 고가의 전기분해 장치가 필요하고 에너지 소비가 크며 전기분해 중 생성되는 높은 산화수의 전해액의 재처리가 필요하다.
이에 전기분해 방식을 벗어나 화학적으로 바나듐을 환원시키는 공정이 전 세계적으로 연구됐지만, 환원제의 잔류물에 의한 전해액 오염으로 인해 상업화에 성공한 사례가 없었다.
김 교수와 이 박사 공동연구팀은 유기 연료전지의 촉매 기술을 응용해 잔류물이 남지 않는 환원제인 포름산의 활성을 증대시켜 바나듐을 3.5가로 환원시키는 기술을 개발했다.
연구팀은 이 기술을 이용해 시간당 2리터(L)급 촉매 반응기를 개발했고 연속 공정을 통한 고순도의 3.5가 바나듐 전해액 생산에 성공했다.
이번 촉매반응을 이용한 제조공정은 전기분해 방식 대비 효율적인 공정 구조를 가져 생산 공정 비용을 40% 줄일 수 있다. 또한, 촉매 반응기를 통해 생산된 전해액은 기존 전기분해 방식으로 만들어지는 전해액과 동등한 성능을 보여 그 품질이 검증됐다.
나노융합연구소 차세대배터리센터장 김희탁 교수는 “촉매를 이용한 화학적 전해액 제조기술은 원천성을 가지고 있어, 비 발화성 대용량 에너지 저장장치 분야의 국가 경쟁력을 높일 수 있다”라고 말했다.
한국에너지기술연구원 에너지소재연구실 이신근 박사는 “한국에너지기술연구원에서 개발된 촉매 반응기를 통해 기술의 산업화가 촉진될 것으로 기대한다”라고 말했다.
이번 연구는 산업통상자원부 한국에너지기술평가원 ESS기술개발 사업의 지원을 받아 KAIST, 에너지기술연구원, 연세대학교, ㈜이에스가 참여한 컨소시엄을 통해 개발됐다.
□ 그림 설명
그림1. 촉매반응을 통한 3.5가 바나듐 전해액의 생산 및 기존 전기분해를 이용한 3.5가 전해액 생산 비교
그림2. 연구에서 개발된 촉매반응기 및 이를 이용한 전해액 연속 제조
2019.10.28 조회수 9195 -
한국에너지기술연구원과 에너지 분야 공동연구 협력
KAIST가 한국에너지기술연구원과 손잡고 첨단 에너지 기술 공동연구에 나선다
우리 대학은 4일 오전 총장실에서 강성모 총장과 황주호 원장 등 관계자들이 참석한 가운데 한국에너지기술연구원과 연구협력을 위한 양해각서를 체결했다.
양 기관은 2014년부터 공동연구를 목표로 ▲태양전지 ▲바이오 연료 ▲이산화탄소 ▲열전발전기술 ▲해수담수화 소재기술 ▲풍력발전 등 11개 분야를 선정하고 6일 부터 공동과제 기획을 위한 워크숍을 진행할 예정이다.
이재규 EEWS 연구센터장은 “KAIST의 우수한 인적자본과 에너지 전문 연구기관인 한국에너지기술연구원과의 기술력을 결합해 첨단에너지 기술을 개발할 수 있도록 노력해 나갈 것”이라고 말했다.
한편, 2009년부터 정부의 지원을 받아 연구를 시작한 ‘EEWS 연구센터’는 인류가 당면한 문제인 에너지(Energy), 환경(Environment), 물(Water), 지속가능한 성장(Sustainability)에 관한 문제를 해결할 첨단연구를 수행해 왔다. 최근 5년 동안 세계 최고 기준보다 높은 수준의 연구 성과물을 24건 확보하였고 매년 200여명의 관련분야 석․박사급 연구인력을 배출해 왔다.
2013.09.04 조회수 8734 -
한국에너지기술연구원과 기술협력협약 체결
우리학교는 한국에너지기술연구원(원장 한문희)과 EEWS(에너지, 환경, 물, 자원의 효율적 활용과 보존을 통한 지속가능성)분야 기술협력을 위한 협약을 체결한다.
이 협약에 따라 양 기관은 인력교류, 연구시설 및 장비 공동 활용, 학술활동 및 정보교류, 공동 연구 등 상호 협력 체제를 구축하게 된다.
양 기관은 인력교류를 위해 에너지(연) 소속 연구원을 KAIST 겸직교수로, KAIST 소속 교수를 에너지(연) 겸직 연구원으로 위촉하는 제도를 운영하게 된다. 또한, KAIST 학부과정 학생을 에너지(연) 인턴쉽 과정으로 활용하며, 정부연구사업을 포함한 연구 사업에 공동 참여하게 된다.
협약식은 오는 15일(화) 오후 2시, KAIST 본관 제1회의실에서 열리며, 서남표 KAIST 총장, 한문희 에너지(연) 원장과 양 기관의 주요보직자가 참석한다.
2008.04.14 조회수 12098