연료전지소재부품연구원

연료전지를 구성하는 촉매, 전해질, 전해질-전극 복합체, 가스켓, 분리판 소재 및 부품 등을 연구·개발한다.

연료전지소재부품연구원 직업 종사자가 업무를 수행하는 모습
연료전지소재부품연구원 직업 종사자가 업무를 수행하는 모습
고분자전해질형연료전지셀연구원용융탄산염형연료전지셀연구원

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주요 업무

수행 직무

  • ▶ 연료전지 소재, 부품 관련 국내외 논문, 특허를 읽고 분석한다.
  • ▶ 연료전지 촉매, 전해질, 전해질-전극 복합체, 가스켓, 분리판 등 연료전지 구성 소재 및 부품 등을 계산과학, 실험 방법으로 연구개발 한다.
  • ▶ 실험을 통해 성능, 내구성을 평가한다.

작업강도

가벼운 작업

작업장소

실내

커리어 전망

수소경제 육성 및 수소 안전관리에 관한 법률은 수소의 생산·저장·운송은 물론 연료전지와 이에 쓰이는 부품·소재·장비의 제조까지 수소산업의 범위로 명시해 정책적으로 뒷받침하고 있다.[1] 수소경제 종합정보포털에 따르면 국내 수소전문기업은 123개, 수소차 등록대수는 4만7745대에 이르러 소재·부품 연구개발 수요를 뒷받침하는 산업 기반이 이미 형성돼 있다.[2] 코오롱인더스트리는 2020년 구미공장에 고분자전해질막(PEM) 양산라인을 준공하며 2025년 세계 연료전지 시장에서 막전극접합체(MEA) 규모가 3조원 이상, PEM 규모가 1조원 이상으로 성장할 것으로 내다봤다.[3] 이 회사는 국내에서 유일하게 PEM과 MEA를 동시 생산하며 2025년 이후 세계시장 점유율 50% 이상을 목표로 내걸어, 연료전지 소재·부품 국산화 연구개발 수요가 계속 늘어날 것을 시사한다.[4] 실제로 코오롱인더스트리는 자사 MEA 제품을 승용차·버스/트럭·선박·건물·드론 등 다양한 수소 활용 분야에 공급하고 있어, 소재·부품 연구개발 성과가 완성차·발전 분야를 넘어 여러 수요처로 확산되고 있음을 보여준다.[5]

워라밸 & 사회적 평가

워라밸

연료전지소재부품연구원은 한국재료연구원 수소·전지재료연구센터처럼 실험실에서 소재 합성·분석 장비를 다루며 근무하는 경우가 많고, 정부출연연구기관 연구직은 정규 근무체계를 따르는 편이다.[6] 정부는 소재부품기술개발사업을 통해 수소전기차용 스택 부품 국산화 과제 등을 지원하는데, 이런 국책과제는 정해진 기간 내 성과를 내야 해 과제 마감 전에는 실험·보고서 작성이 몰리는 시기가 있다.[7] 코오롱인더스트리처럼 이미 양산 체계를 갖춘 기업에서는 연구 성과가 스택 부품의 40%를 차지하는 핵심 부품 공급으로 이어져, 연구와 생산 현장의 협업 빈도도 높은 편이다.[8] 한국에너지기술연구원 수소연료전지연구실처럼 1980년부터 이어져 온 국가연구실(N-LAB) 소속 연구자는 전극촉매·전해질막·막전극접합체(MEA) 등 세부 소재별로 나뉜 팀에서 장기 과제 단위로 근무하는 경우가 많다.[9]

사회적 기여

신재생에너지센터에 따르면 연료전지는 인산형(1세대)부터 고분자전해질형(4세대)까지 세대별로 발전해왔으며, 국내에는 부곡복합화력 2.4MW 발전용 연료전지, 서울대 2kW 건물용 시스템처럼 이미 실용화된 사례가 여럿 있다.[10] 코오롱인더스트리는 2024년 일본에서 열린 '월드 스마트 에너지 위크'에서 수분제어장치·PEM·MEA 등 기존 100kW급을 넘어선 200kW급 고출력 부품을 선보이며, 모빌리티뿐 아니라 발전·산업용으로 사업을 넓히겠다고 밝혔다.[11] 코오롱인더스트리의 수소 관련 소재·부품 사업은 회사 전체 실적에서도 비중이 커지고 있어, 2021년 2분기 매출 1조1841억원 가운데 상당 부분이 이 같은 신소재 사업에서 나왔다.[12] 범한퓨얼셀은 자회사 범한머티리얼즈를 통해 그동안 수입에 의존하던 잠수함용 막전극접합체(MEA)·전해질막 국산화를 추진하며, 국방 분야 부품 조달 안정성 확보에도 소재·부품 연구개발이 기여하고 있음을 보여준다.[13]

여담

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    한국재료연구원은 수소를 배출 없이 전량 소모하는 수소이용률 100%의 1kW급 밀폐형 연료전지 스택과 시스템을 개발한 사례가 있다. 태양전지·수전해장치로 물을 순환시키는 폐쇄형 구조를 갖춰 지하주차장이나 잠수함처럼 환기가 어려운 공간에도 적용할 수 있다.[14] 한국생산기술연구원은 KAIST·서울대와 공동으로 격자 구조 PTFE 나노섬유를 활용한 강화 복합 전해질막을 개발했는데, 기존 소재(0.6W/㎠)보다 높은 0.85W/㎠ 출력을 내면서도 습도 변화를 2만1000회 반복해도 성능 저하가 없는 내구성을 확인했다.[15] 실제로 코오롱인더스트리는 2024년 '월드 스마트 에너지 위크'에서 기존 100kW급을 넘어선 200kW급 고출력 연료전지 부품을 선보이며, 소재 개선이 곧바로 제품 출력 향상으로 이어지는 사례를 보여줬다.[16] 한국에너지기술연구원은 프레스 금형으로 금속분리판을 성형하는 스탬핑 기술을 적용해 기존 기계가공 대비 제조비용을 10분의 1 이하로, 공정시간을 100분의 1 이하로 줄인 2kW급 고체산화물연료전지 스택을 개발한 사례도 있다.[17]