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'신재생에너지'통합검색 결과 입니다. (48건)

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한화솔루션, 1Q 적자 전망에도 자신감…"하반기부터 개선"

한화솔루션이 올해 상저하고 흐름을 보일 것이란 전망을 내놨다. 지난해 하반기부터 심화된 태양광 모듈 공급 과잉에 따른 수익성 악화가 올해 하반기부터 개선될 것이라는 이유에서다. 한화솔루션은 22일 작년 4분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 "신재생에너지 사업에서 모듈 판매량 감소와 판가 하락으로 1분기 적자 전환이 예상된다"며 "하지만, 하반기로 갈수록 쌓여있는 재고 부담이 완화할 것이고, 미국 신규 공장 가동률이 올라감에 따라 판매량도 늘어날 것"이라고 예상했다. 이어 "작년에는 연간 8GW(기가와트)를 판매했지만, 올해 더 늘어난 10GW 판매를 목표로 하고 있다"며 "하반기 메이드인유에스에이(미국산) 제품들이 나오게 되면서 판가나 판매량이 개선에 도움이 될 것으로 전망한다"고 덧붙였다. 작년 4분기 미국 첨단 제조생산 세액공제(AMPC)를 제외하고서는 신재생에너지 사업부문 수익성이 낮다는 지적에 한화솔루션은 "예상했던 것보다 재고 증가와 판가 하락이 가파르게 나타난 것이 4분기부터 올해 1분기까지 영향을 미치고 있다"며 "전략적으로 잘할 수 있는 시장에 주력하고 있으며, 그 일환으로 미국 공장 증설을 앞당겼다"고 설명했다. 이어 "단기적으로는 실적에 부침이 있지만, 장기적으로 추진하던 예상 타임라인대로 착수가 돼 진행되고 있어, 하반기로 갈수록 그간 추진해 온 전략이 결실을 보는 모습을 보여드릴 수 있을 것"이라고 말했다. ■ 올해도 태양광에 2.6조 쏟아붓는다 한화솔루션은 신재생에너지 사업에 올해도 과감한 투자를 이어간다. 올해 설비투자(CAPEX) 규모 3조2천억원 중 태양광 설비투자에만 2조6천억원을 투입한다. 케미칼과 기타 사업부문에는 약 6천억원을 집행한다. 투자 재원은 영업 현금 흐름과 외부 차입을 통해 조달할 계획이다. 한화솔루션은 신재생에너지 사업에서 발생할 수 있는 판가 하락 등 시장 변동성에 대한 충격을 완화하기 위해 개발자산 매각과 설계·조달·시공(EPC)수익을 확대하겠다고 밝혔다. 한화솔루션 지난해 개발 자산 매각과 EPC 수익은 전년대비 1조원 이상 늘어났다. 한화솔루션 측은 "작년에 처음으로 EPC에서 매분기당 꾸준히 수익을 창출했다"며 "작년에 연간 가이던스 2조원을 달성했고, 올해도 2조5천억원을 목표로 하고 있다"고 밝혔다. ■ 미국 AMPC 수혜 올해 5천억~6천억원 전망 한화솔루션 신재생에너지 사업의 수익성 개선에는 미국 AMPC도 한몫했다. 미국 인플레이션감축법(IRA) 시행에 따른 APMC 수익이 영업이익에 반영됐기 때문이다. 올해는 작년보다 최소 2배 이상의 수혜를 기대한다. 한화솔루션은 "작년 APMC 반영 금액은 약 2천억원 정도"라며 "올해는 미국 신규공장 가동률 증가와 수직계열화된 라인들의 설비가 돌아가면서 조심스럽게 전망하자면, 5천억~6천억원이상으로 생각하고 있다"고 말했다. AMPC를 유동화하는 방안도 검토 중이다. 한화솔루션은 "AMPC 유동화와 관련해서 굉장히 적극적으로 검토하고 있다”면서 “다수의 글로벌 IB를 통해서 적극적인 답변을 받고 있다”고 설명했다. 한편, 이날 한화솔루션이 발표한 지난해 연결 기준 매출은 13조2천887억원, 영업이익은 6천45억원이다. 전년 대비 매출은 1.2% 늘었고, 영업이익은 34.6% 감소했다. 올해도 케미칼 사업부문 약세가 전망되지만, AMPC 증가에 따른 견조한 실적이 전망된다. 금융정보업체 에프앤가이드에 따르면 올해 한화솔루션 연간 연결 실적 컨센서스(증권사 전망치 평균)는 매출 13조1천989억원, 영업이익 1조344억원이다. 전년 대비 영업이익이 71%나 늘어난 수치다.

2024.02.22 16:42류은주

"한-독, 신재생에너지·수소·첨단기술·인프라 협력해야"

EU내 한국과 최대 교역국인 독일과 재생에너지, 수소, 첨단기술, 인프라 분야 경제 협력을 강화해야한다는 주장이 제기됐다. 대한상공회의소는 14일 이같은 내용이 담긴 '한-독일 미래 유망산업 협력과제 연구' 보고서를 발표했다. 보고서는 양국 경제협력을 강화하기 위해 독일과 ▲풍력, 태양광 등 재생에너지 협력이 필요하며 ▲수소경제 인프라를 공동 구축하고 ▲AI, 항공우주, 배터리 등 첨단기술 협력을 강화할 것을 제안했다. 또한 디지털 공공서비스 분야 협력과 재생에너지 확대에 따른 전력망 구축 등 인프라 수주에 우리 기업이 적극 참여해야 한다고 주장했다. 독일은 유럽내 한국의 제1위 교역국으로 지난해에는 역대 최대 교역액(339억달러)을 기록했다. 독일은 유럽 국가 중 국내 외국인투자 누적 최대 신고건수(2천359건)를 기록 중이며, 반대로 유럽에서 우리 기업이 신규법인을 가장 많이 설립한 국가도 독일(879개)이다. 또한, 우리 재외동포가 유럽에서 가장 많이 있는 곳이기도 하다. 보고서는 먼저 2030년까지 전력 생산의 80%를 재생에너지원으로 조달하고, 2045년까지 탄소중립을 달성하고자 하는 독일 정책에 발맞춰야 한다고 주문했다. 2022년 현재 독일 전력공급의 46.3%가 재생에너지며, 전기 생산량 중 풍력이 21.7%로 가장 높고, 갈탄 20.1%, 천연가스 13.8%, 석탄 11.2%, 태양광 10.5% 順으로 나타났다. 이어 보고서는 한국이 아시아 최초로 3MW 해상풍력발전기를 개발한 바 있고, 해상풍력 발전용량을 2030년까지 12GW까지 증가시킬 계획인 만큼, 독일과 협력 가능성이 높은 것으로 내다봤다. 독일은 2030년까지 매년 10GW 규모의 육상풍력발전설비를 확보해, 총 115GW의 육상풍력발전설비를 갖출 계획이다. 태양광의 경우 독일 정부는 2030년까지 매년 22GW 발전규모 확대 및 총 215GW 규모의 태양광발전 인프라 구축 목표를 설정했다. 연방 정부는 태양광 에너지를 활용한 개인 주택의 전기차 충전 시스템 설치를 지원하는 정책에 5억유로를 배정하는 등, 관련 인프라 구축에 적극적이다. 독일은 2023년 '국가 수소 전략'을 개정 발표하는 등, 수소경제 이행 관련 EU국가 중 가장 주도적인 역할을 하고 있다. 2030년까지 수소 발전량을 10GW로 확대할 예정이며, 산업⋅운송⋅에너지 시스템에서 수소 에너지를 활용할 수 있는 기술과 인프라 구축에 연방 정부는 90억유로(약 12조7천억원)를 투자하는 계획을 추진 중에 있다. 이에 그린 수소 확보 공동 노력, 수소기술 공동연구개발 협력 등 수소 공급망 협력과 생태계 조성이 필요하다고 보고서는 밝혔다. 또한, 한국과 독일 양국은 수소 연료전지 분야에서 높은 수준의 기술을 보유하고 있으며, 수소 모빌리티 확대를 지원하기 위한 다양한 정책을 추진 중이다. 일례로 한국은 2040년까지 수소차 290만대, 수소충전소 1천200기 이상 확충한다는 계획을 수소경제 로드맵을 통해 발표한 바 있으며, 독일 역시 정부와 기업이 합작해 'H2 모빌리티 인더스트리 이니셔티브'를 설립, 관련 인프라 확대를 꾀하고 있다. 보고서에 따르면, 수소 생산 시장 진출 및 장거리 운행이 가능한 수소 연료전지 자동차(FCEV)생산 협력이 유망한 것으로 나타났다. 한편, AI나 항공우주 산업 같은 미래 첨단기술 분야에서의 협력도 유망하다고 보고서는 강조했다. 산업혁명 4.0 개념을 가장 먼저 도입한 독일은 AI 육성 전략을 2018년 발표한 이래 제조업의 17.3%가 AI를 활용하고 있는 등 제어시스템, 로봇 분야에서 최고의 기술을 보유하고 있는 만큼 협력을 늘려나갈 것을 제안했다. 배터리 분야에서는 EU 전기차 수요 확대에 따라 EU내 배터리 공급이 부족한 상황으로 우리 제품 수출을 확대하는 한편, 일부 국가에 대한 원자재 의존도를 낮추기 위해 리튬이온을 대체하는 새로운 배터리 공동개발(염화이온 등)도 필요하다고 밝혔다. 또한 항공우주 산업 분야가 탄소중립 상용항공기를 목표로 연간 수익의 7%를 R&D에 투자하는 등 발전가능성이 높고, 배터리, 수소 등 항공기 부품 또는 기술 공동 개발 협력도 유망할 것으로 보고서는 내다봤다. 이현진 대외경제정책연구원 선임연구원은 “독일은 친환경 기조와 동시에 에너지, 공급망 다변화를 위한 정책을 펴고 있어 우리가 수소, 풍력 분야나 배터리 공급 부문에서 보완적으로 협력할 수 있는 길이 열려 있다”며 “산업혁명 4.0으로 대변되는 세계 최고의 스마트 제조기술을 가진 독일과 자동차, 기계 등 다양한 분야에서 기술 협력도 늘어날 것으로 기대된다”고 밝혔다. 사회 인프라와 관련하여 디지털 부문에서 독일과 한국의 강점 차이는 명확하다. 독일은 제조업의 디지털화에서 앞서는 반면, 공공서비스 부문에서는 EU 평균에 못 미치고 있다. 범정부 차원의 디지털 전략으로 2025년까지 공공행정, 의료 등의 디지털화를 추진 중이다. 보고서는 이러한 점에서 한국의 세계적인 전자정부 서비스와 상호보완적인 협력이 가능할 것이라고 주장했다. 또한 독일은 재생에너지 활용을 위한 전력망 구축이 중요해짐에 따라 에너지케이블구축법 등을 제정했으며, 총 119개의 신규 송전망 건설 프로젝트가 진행 중이다. 신규 송전망의 길이는 약 1.3만km에 달한다. 또한, 수소 운송을 위해 2028년까지 최소 1천800km의 파이프라인 설치를 추진 중이다. 우리 기업이 해상풍력단지와 독일 내륙을 있는 초고압 케이블을 수주한 사례처럼, 앞으로도 독일의 전력망 인프라 건설 프로젝트에 우리 기업들이 참여해야 한다고 보고서는 제언했다. 이외에도 보고서는 공급망 실사 등 독일이 앞서고 있는 ESG 분야에서 협력을 도모하고, 최근 독일에서 수출 절차를 간소화한 방산 분야 협력도 활성화해야 한다고 제안했다. 우태희 대한상공회의소 상근부회장은 “독일은 유럽 국가 중 우리의 최대 교역국으로 우리 기업은 자동차 등 제조업 중심에서 첨단기술·전자정보통신 분야로 진출을 늘리고 있고, 글로벌 공급망 재편에 따라 판매 중심에서 공급망 거점 구축을 위한 협력이 활발해지고 있다”며, “독일의 재생에너지, 수소, 첨단기술, 인프라 정책에 발맞춰 한국과 독일이 새로운 140년(2023년 수교 140주년)을 함께하는 미래 파트너로 거듭날 수 있기를 바란다”고 말했다.

2024.02.14 16:19류은주

대한상의 "탄소중립 대응하면 전기 사용 오히려 증가"

최근 탄소중립‧AI‧디지털 전환이 가속화되고 있는 가운데 2050 탄소중립 대응시 기업의 전기사용 증가폭이 2배 이상 늘어날 것이라는 조사결과가 나왔다. 대한상공회의소가 최근 국내 제조기업 300개사를 대상으로 '기업의 탄소중립 대응 및 전력수요'를 조사한 결과, 2050년까지 기업별 탄소중립 이행기간 중 전기사용 증가율은 연평균 5.9%로 예상하고 있어 최근 5년간 연평균 증가율인 2.2%보다 약 2배 이상 높아질 것으로 나타났다. 탄소중립에 따라 전기사용이 증가한다는 이번 조사결과는 IEA(국제에너지기구)전망과 일맥상통한다. IEA 2023년도 넷제로 보고서는 탄소중립 달성을 가정했을 때 2050년 전기수요가 2022년 대비 2.5배 증가할 것으로 내다봤다. 기존 공장, 자동차, 난방 등에 쓰인 화석연료를 전기로 바꾸는 기술인'전기화'가 전기수요를 높이기 때문이다. IPCC(UN산하 기후변화에 관한 정부간 협의체)는 전기화를 탄소중립의 핵심수단으로 보고 있다. 조홍종 단국대 경제학과 교수는 “탄소중립 이외에 AI‧반도체‧ICT 기술 확산‧보급은 전기수요 증가를 더욱 가파르게 하는 요인”이라면서“전기수요에 맞춰 무탄소에너지 공급량을 충분히 늘리고 합리적 전기소비 유인도 중요한 만큼 에너지 절약과 효율에 대한 지원정책도 같이 이뤄져야 한다”고 말했다. 기업들은 발전원을 선택할 수 있다면 첫 번째 우선 고려요인으로 '가격'을 꼽은 기업이 66.7%로 가장 많았고 다음으로 '안정적 공급'(21.3%), '친환경'(7.3%), '사용안전성'(4.7%) 순으로 답했다. 상기 4가지 고려요인을 10점 척도로 1순위 10점, 2순위 7.5점, 3순위 5점, 4순위 2.5점으로 계산해 백분위로 환산한 종합평가에서도 가격은 총 87점, 안정적 공급이 68점, 사용안전성은 50점, 친환경은 46점으로 나왔다. 이상준 서울과학기술대 에너지정책학과 교수는 “기술발달로 경계가 흐려지고 있지만 기업들은 대체로 무탄소발전원 중에서 가격과 안정적 공급 측면에서 강점이 있는 발전원은 원전이고 친환경, 사용안전성 면에서는 재생에너지가 강점을 가진다고 본다”면서 “제품원가와 생산에 영향을 미치는 가격경쟁력과 전력품질을 우선 고려할 수밖에 없는 현실을 드러낸다”고 말했다. 수도권 소재 기업은 “반도체 공정특성상 24시간 안정적 전력공급이 뒷받침돼야 한다”면서 “최근 발표된 용인 반도체 클러스터 조성계획에 필요한 전력은 10GW이상으로, 막대한 전기수요에 대응하는 대책이 마련돼야 한다”고 말했다. 우리나라에서 안정적 전력공급을 저해하는 가장 큰 불안요인으로는 '국제분쟁 및 고유가'(50.3%), '무분별한 전력소비'(17.7%), '한전의 막대한 부채'(17.0%), '발전인프라 건설을 둘러싼 주민갈등'(13.7%)을 꼽았다. 기업들은 유럽연합에서 작년 10월부터 시범운영하는 탄소국경조정제도와 글로벌 ESG정보공시 확대 등 탄소중립에 따른 대내외 변화를 직면하는 것으로 나타났다. 응답기업 41.3%가 탄소중립에 따른 산업환경변화에'이미 직간접적인 영향을 받고 있다'고 답했고 '아직은 아니나 앞으로 받게 될 것이다'라고 응답한 기업은 50.7%로 나타났다. 탄소중립에 따른 산업환경변화에 대비하지 못하는 기업은 '비용상승 부담'(68.5%), '전문인력 부족'(40.5%), '방법을 몰라서'(39.6%), '변화에 대한 두려움'(4.5%)을 그 이유로 들었다. 탄소중립 대비를 위한 전력정책으로 기업은 '중장기 국가에너지정책의 일관성 유지'(31.7%), '관련 지원정책 확대'(31.3%), '전력가격의 적정성 유지'(29.0%), '전력시장 구조 및 요금체계 개선'(13.3%)이 필요하다고 응답했다. 우태희 대한상의 상근부회장은 “앞으로 탄소중립‧디지털화에 따른 전기수요가 늘어날 것으로 전망되는 만큼 고품질의 충분한 전력공급은 산업경쟁력을 좌우하는 중요요소가 될 것”이라며 “최근 반도체 클러스터, 데이터센터 등 첨단산업에 투자중인 기업이 전력을 적기에 받을 수 있도록 탄소를 발생시키지 않으면서 안정적인 전력공급을 중점과제로 삼아야 한다”라고 말했다.

2024.02.05 12:00류은주

"中, 재생에너지 연구 역량서 유럽 추월"

중국이 재생에너지 분야에서 유럽보다 많은 연구 역량을 쏟고 있다는 분석 결과가 나왔다. 블룸버그는 22일(미국시간) 유럽 집행위원회(EC)가 최근 이런 내용이 담긴 보고서를 공개했다고 보도했다. 보고서에 따르면 중국은 동료평가를 거친 논문을 기준으로 태양광과 풍력 발전, 리튬 배터리, 열 펌프, 탄소 포집 기술 등 분야에서 가장 많은 논문을 배출한 것으로 조사됐다. 태양광은 2020년, 그 외 분야는 2021년 발표 논문을 대상으로 조사한 결과다. 유럽연합( EU)은 2위, 미국은 3위로 조사됐다. 2010년 당시 EU가 풍력 외 모든 분야에서 앞섰던 것과 달리 중국이 재생 에너지 분야 다수에서 유럽의 연구 역량을 추월한 셈이다. 보고서는 "연구, 혁신의 격차는 관련 기술과 제품의 수입 의존이란 결과로 이어질 수도 있다"고 지적하면서, "태양열, 전자제품 등 중요 분야에서 중국의 글로벌 지배력은 무역 다각화에 제한을 줄 수 있다"고 우려했다. 보고서에 따르면 지난 2022년 기준 EU 재생에너지 수입 시장의 약 22%를 중국이 차지했으며, 이는 몇 년간 지속적으로 증가해왔다고 짚었다. 반면 미국 수입 비중은 점진적으로 감소했다. 블룸버그는 EC 입장이 보고서와 꼭 일치하진 않지만, EC의 의사결정에 영향을 미칠 수 있는 내용이라고 지적했다. EC는 오는 24일 경제안보 패키지를 발표한다. 이 패키지에는 첨단·민감 기술 산업 분야에서 외국인직접투자(FDI) 심사 규정을 강화하는 내용이 포함됐다.

2024.01.23 10:25김윤희

KETI, 투명 태양전지 원천기술 개발…발전효율 기존 2배

한국전자기술연구원(KETI·원장 신희동)은 고효율 투명 태양 집광판(LSC)을 적용한 투명 태양전지 발전 성능을 세계 최고 성능까지 끌어올릴 수 있는 원천기술을 개발하고, 관련 내용을 광학 분야의 국제 학술지에 게재했다고 18일 밝혔다. KETI 디스플레이연구센터가 공개한 투명 태양전지 원천기술은 높은 투과도를 갖는 투명한 창문형 집광판에 첨단 양자점 소재와 무손실 광도파 기술을 적용해 창호 측면에 부착된 태양전지에서 7.6%의 효율로 발전할 수 있다. 기술 개발을 주도한 박경원 박사(책임연구원)에 따르면 연구진은 기존 3% 수준의 발전 효율인 투명 태양전지 효율을 두 배 이상 끌어올렸을 뿐만 아니라 1㎡급 대면적 투명 태양전지 제조 가능성을 확인했다. 연구 결과는 광학 분야의 세계적인 학술지 네이처 포토닉스 최신호에 게재됐다. 논문 교신저자인 한철종 디스플레이연구센터장은 “KETI가 개발한 투명 태양전지를 도로 방음벽이나 방음터널에 적용하면 토지 비용 없이 신재생에너지 확보가 가능하다”며 “양자점 기술은 우리나라 디스플레이 산업에서 지식재산권과 노하우가 충분히 쌓였기 때문에 태양전지 분야에서도 초격차를 확보하며 세계 시장을 선도할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 한편, 이번 연구는 산업통상자원부 소재부품기술개발사업, 전자부품산업기술개발 사업, 신재생에너지 핵심기술개발사업과 과학기술정보통신부 소재혁신선도프로젝트 지원을 받아 수행했다.

2024.01.18 11:51주문정

공정위, 목재펠릿 입찰담합 신영이앤피·LS네트웍스 제재

공정거래위원회는 2021년 9월 한국남동발전이 발주한 목재펠릿 구매입찰에서 담합한 신영이앤피와 LS네트웍스에 시정명령과 함께 과징금 5천400만원을 부과하기로 했다고 15일 밝혔다. 신영이앤피는 2021년경 이 입찰에 참가하면서 단독입찰로 유찰될 것을 우려해 LS네트웍스에 들러리 참가를 요청했다. LS네트웍스도 신영이앤피의 들러리 요청을 수락했고, 합의 내용대로 신영이앤피가 최종 낙찰자로 선정됐다. 공정위는 신영이앤피와 LS네트웍스에 법위반 행위 금지명령과 함께 각각 1천500만원과 3천900만원의 과징금을 부과하기로 했다. 공정위의 이번 조치는 신재생에너지 중 하나인 목재펠릿 구매시장에서의 입찰담합을 적발, 제재한 최초 사례다. 공정위는 앞으로도 물가상승 및 산업경쟁력 약화를 초래하는 에너지 분야의 담합행위 근절을 위해 감시를 강화하고 적발 시 엄정하게 조치할 계획이다.

2024.01.15 12:48주문정

환경공단, 제주·광양에 항만측저소·유해대기물질측정소 신축

한국환경공단 광주전남제주환경본부(본부장 박종호)는 제주에 항만측정소, 광양에 유해대기물질측정소를 최근 신규 구축했다고 8일 밝혔다. 광주전남제주환경본부는 대기오염 실태를 파악하고 대기보전정책 추진성과를 평가하고자 지난해 대기측정소 2곳을 신축한 데 이어 올해에도 3곳을 추가할 계획이다. 신축한 대기측정소는 기존 측정소를 개량·개선, 외관을 주변 공간과 어울리는 형태로 지었다. 제주 항만측정소는 외벽을 제주를 상징하는 현무암을 사용해 주변 건물과 조화롭게 했다. 공원에 마련한 광양 대기측정소는 외벽에 전광판을 설치해 측정된 데이터를 실시간으로 시민에게 공개했다. 측정소 뒤편에 시민이 쉴 수 있는 쉼터 공간도 나무 데크로 만들었다. 환경공단 관계자는 “이번에 구축한 두 측정소는 건물 벽 단열을 고려한 설계를 적용하고 이중창호를 설치하는 한편, 옥상에 쿨루프를 시공해 측정소에서 사용하는 냉‧난방 사용 에너지를 절감할 것”으로 기대했다. 박종호 환경공단 광주전남제주환경 본부장은 “공단은 친환경 측정소 구축과 더불어 태양광·풍력 등 신재생에너지를 활용한 에너지 절감형 측정소를 운영해 '탄소중립시대를 선도하는 글로벌 환경전문기관'이라는 공단 비전의 실현과 국가 2050 탄소중립 목표 달성에 기여하고, 미세먼지와 유해대기 등으로부터 국민 건강과 쾌적한 대기환경질을 지키는 기관으로서의 역할을 더욱 강화해 나가겠다”고 밝혔다.

2024.01.08 18:26주문정

수계 슈퍼커패시터 고속 충방전 위한 전해질 최적농도 찾았다

광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 전해질에서 염의 농도를 변화시켜 슈퍼커패시터(Supercapacitor)의 주요 성능을 향상시키는 기술을 개발했다고 4일 밝혔다. 슈퍼커패시터는 화학반응을 이용한 리튬계 배터리와 달리 전극과 전해질 계면에서 이온들의 물리적 흡·탈착을 통해 에너지를 저장하는 에너지 저장 장치다. 일반 커패시터에 비해 축전 용량이 크고 에너지 밀도가 높다. 급속으로 충방전해도 열이 적게 발생하고 반영구적 사이클 수명을 갖는다. 급속한 전력 공급이 필요한 분야에 적합해 태양광‧풍력 등 신재생 에너지 분야에서 수요가 늘고 있다. 기존 슈퍼커패시터에 쓰이는 가연성 유기 용매 기반 전해질은 폭발 위험과 환경 문제 등의 우려가 있다. 이에 따라 안전하고 친환경적인 물 기반 수계전해질을 이용한 에너지저장장치 개발을 위한 연구가 활발하다. 하지만 물은 1.24V에서 전기 분해되어 작동전압을 넓히기 어렵고, 0℃에서 얼기 때문에 겨울철 에너지 저장 성능을 내는데 한계가 있다. 작동전압이 넓고 이온전도도가 적절하며, 전극과 전해질 사이 고체막(SEI)이 안정적인 초고농도 수계전해질(WISE, water-in-salt electrolyte)을 사용해 기존 수계전해질의 문제를 극복하려는 연구가 진행되어 왔으나, 고농도 전해질에 대한 고려 없이 성능 개선에만 초점을 맞췄을 뿐 체계적 분석은 이뤄지지 않았다. GIST 신소재공학부 유승준 교수와 윤명한 교수, 홍익대 신소재공학과 이동욱 교수 공동연구팀은 가격이 저렴한 포타슘 아세테이트(KOAc) 기반 초고농도 수계전해질 내 이온-이온간, 이온-물분자간 물리화학적 상호작용 및 전해질의 농도별 구조 특성을 분석했다. 이를 통해 다공성 전극 표면에서의 흡·탈착 거동을 밝혀냄으로써 이온전도도와 에너지 저장 특성이 최적화된 농도가 5m(몰랄 농도)임을 확인했다. 몰랄 농도는 용매 1㎏ 당 용질의 몰수를 말한다. 또 이 결과를 토대로 초고농도 수계전해질의 상평형도를 제시하고, 영하 20℃에서도 얼지 않고 안정적으로 구동되는 수계 슈퍼커패시터를 개발했다. 초고농도 수계전해질의 농도를 최적화해 수계슈퍼커패시터를 만드는 새로운 기준을 제시하고, 향후 배터리, 수소연료전지, 센서 등 고성능 수계 전자소자 개발에 기여하리란 기대다. 유승준 교수는 "염의 농도 변화만으로 에너지저장 특성의 최적화를 이룰 수 있음을 확인했다"라며 "기존 염 혹은 향후 개발될 전해질 최적화에 가이드라인을 제공할 수 있을 것"이라고 전망했다. 이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단, 개인기초연구 사업의 지원을 받아 수행됐으며, 학술지 '에너지 스토리지 머티리얼즈(Energy Storage Materials)'에 게재됐다.

2024.01.04 14:05한세희

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