글로벌 연료전지 시장이 급성장하는 가운데 국내 연료전지 산업 활성화를 위한 정부의 체계적이고 구체적인 정책 이행 계획이 필요하다는 지적이 나왔다.

지난 13일 삼정KPMG가 발간한 ‘연료전지 시장의 현재와 미래’ 보고서는 미국 기술조사기관 ‘내비건트 리서치’를 인용해 글로벌 연료전지 시장 규모가 2015년 17억7440만 달러(한화 약 2조1621억원)에서 2017년 50억3420만달러로 2년간 184% 성장했다고 분석했다.

올해 시장 규모는 103억3200만달러(12조5895억원)로 성장할 것으로 전망됐다. 국내 연료전지 시장은 2013년 1억9000만달러에서 2015년 4억1350만달러를 거쳐 2019년에는 12억5400만달러(1조5280억원) 규모가 될 것으로 조사됐다.

연료전지는 연료인 수소를 대기 중의 산소와 전기 화학반응을 통해 에너지로 변환시키는 장치다. 온실가스 배출이 없고 전기와 열을 동시에 생산할 수 있는 친환경 기술이다. 

태양광, 풍력보다 발전소요 면적이 작고 발전량 통제가 가능해 신재생에너지공급의무화제도(RPS) 이행 수단으로도 주목받고 있다.

특히 정부가 지난 1월 ‘수소경제 활성화 로드맵’을 발표한 이후 연료전지 산업이 수소전기차와 함께 수소경제 정책의 핵심으로 부상하고 있다.

현재까지는 대형 발전용 연료전지 시장이 주로 상용화돼 있고 자동차·물류 등 수송용 연료전지 상용화 노력도 점차 가속화되는 추세라고 보고서는 전했다.

보고서는 “연료전지 시장의 성장은 각 국가의 연료전지 보급 지원 정책의 영향을 크게 받는다”며 “시장 성장을 위해서는 정부가 관련 기업이 믿고 따라갈 수 있는 장기적인 세부 계획을 마련하고 산업계와 지속해서 의견을 나눠야 한다”고 강조했다.

허세봉 삼정KPMG 부대표는 “선제적인 연구개발(R&D)을 추진하는 동시에 국내기업의 시장 확보를 지원하기 위한 보급·시범사업 연계도 필요하다”며 “향후 선박, 기차, 건설용 장비 등 고부가가치 제품과 연료전지를 연계할 경우 다양한 후방시장의 성장을 주도할 수 있게 될 것”이라고 말했다.

연료 전지 수명 4배 늘린다

한편 ‘수소 전기차의 심장’인 연료 전지 수명을 늘릴 수 있는 열처리 공정이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

연구진은 연료 전지 수명을 좌우하는 비싼 백금 촉매를 탄소 껍질로 둘러싸는 방법으로 수명을 4배 이상 늘렸다.

한국연구재단은 최근 권오중(인천대)·임태호(숭실대)·성영은(서울대) 교수 연구팀이 연료 전지 핵심요소인 백금 촉매 안정성을 높일 수 있는 탄소 나노 캡슐화 기술을 개발했다고 밝혔다. 수소 등 연료·산소를 반응시켜 전력을 생산하는 연료 전지는 전력 생산 과정에서 산소 환원을 돕는 백금이 용해되기 쉬워 연료 전지 수명을 늘리는 데 한계가 있었다.

이에 따라 화학적 안정성이 높은 탄소 껍질로 귀금속인 백금 촉매를 둘러싸 내구성을 높이려는 연구가 활발하게 진행됐다.

연구팀은 백금 나노 입자 하나하나를 탄소 껍질로 감싸 백금 입자가 녹아 나오는 것을 막는 한편 산소가 드나들 수 있도록 해 촉매 활성을 유지하면서도 내구성을 높였다.

권오중 교수는 “나노 촉매 내구성을 향상시킬 수 있는 간단하고도 새로운 방법을 제시한 것”이라며 “향후 연료전지 촉매 외에도 다양한 전기화학 응용 분야에 기술을 적용할 수 있다”고 말했다.