[기업소개] (주)케이세라셀
[기업소개] (주)케이세라셀
  • 유정근 기자
  • 승인 2021.08.17 11:35
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국내 유일 SOFC 핵심 소재·세라믹 셀 동시 상용화
협력체계 그린수소 프로젝트 진행
케이세라셀이 개발한 SOFC용 셀.
케이세라셀이 개발한 SOFC용 셀.

[투데이에너지 유정근 기자] 케이세라셀(주)(대표 임경태)은 SOFC 핵심 소재와 세라믹 셀을 동시에 상용화한 국내 유일 기업이다. 

케이세라셀은 2010년 설립해 고체산화물 연료전지(SOFC: Solid Oxide Fuel Cell)용 소재 및 셀 제조 기업으로 국내 다른 수소기업 및 연구기관들과 협력체계를 구축해 프로젝트를 진행 중이다. 

2020년 10월 발표된 수소발전의무제 (HPS) 도입 발표에 따르면 연료전지는 작동온도가 높아질수록 발전효율이 높다. SOFC의 작동온도는 750℃로 PEFC(90℃), PAFC(200℃), MCFC(650℃)보다 효율적이다. 또한 항공, 탱크, 선박 등 복합발전이 가능하며 연료 다변화 안정성을 가지고 있다. 

해외에서는 셀·스택 제작사 및 시스템사의 협력이나 시스템사에서 셀·스택을 자체 개발해 적용하는 SOFC 산업구조가 일반적이다. 최근 셀을 구매해 스택·시스템을 개발하려는 신규 사업자들 이 형성되고 있으나 셀을 제공할 수 있는 회사는 극히 일부다.

국내 SOFC시스템 기술은 기존 PEFC 및 PAFC 기업이 SOFC사업에 진출해 이미 높은 수준에 올라있다. 

케이세라셀은 국산화 소재(신소재) 기술을 기반으로 다양한 고성능 셀과 스택을 개발해 △셀 가격 경쟁력 확보 △셀 고성능화, 특허 셀 확보 △셀 응용 분야 확대를 이뤄냈다. 

또한 △소재 성능 향상, 특허 소재 창 출 △소재 사용 기술 서비스 제공 △고성능 셀, 스택 개발을 통한 소재 기술 향상 및 특허 신소재 확보로 국내 등록 특허 16건, 해외 등록 특허 5건을 인증받았다. 

케이세라셀의 SOFC 소재 핵심 기술은 △전해질 재료설계 기술 △소결 특성 제어 기술 △전극 소재 기술이다. 

케이세라셀은 전해질 재료설계 기술을 통해 양이온 변경 제어를 통한 이온 전도도, 결정구조, 한원 분위기 안정성 향상을 소결 특성 제어 기술을 통해 양이온 반경 및 도핑 원소 적용을 통한 저온 소결 특성 확보를 전극 소재 기술을 통해 SOFC 및 SOEC용 고성능 전극 소재 개발을 이뤄냈다. 

SOFC용 셀은 출력밀도(W/cm²)와 열·기계적 내구성을 요구한다. 케이세라셀의 SOFC용 셀은 고강도 벌집구조 프레임이 적용된 특허 셀로 △신소재 적용을 통한 최고 수준 출력 밀도 △저 온 출력향상으로 수송분야로의 응용 확장 △열·기계적 특성 향상 △수송분야를 위한 급속시동을 가능하게 한다. 

현재 케이세라셀이 개발 완료 및 개발 진행 중인 제품(소재, 셀, 스택)으로는 공기극(Cathode) 소재 8종, 반응 방지막 소재 5종, 전해질(Electrolyte) 소재 6종, 연료극(Anode) 소재 4종, 금속분리판 코팅 소재 5종, 가정·건물용 SOFC, 분산 발전용 SOFC, 선박용 SOFC, 무인항공 기용 마이크로 튜브 셀, 가정·건물용 대 면적 평관 셀, 그린수소 제조용 SOEC, SOFC 글라스 밀봉재, 다공성 집전체, 금 속 분리판재, PEMEC Ti 전극, 셀+셀프 레임+분리판+밀봉재+집전체 Assembly 등이 있다. 

케이세라셀은 올 상반기 타기업들과 협력해 △SOEC용 부품소재 기술개발 △단위 스택 1:1 PCS 제어기술 기반 스택 모듈 기술개발 △고효율 고온수전해 시스템 기술개발 △P2G용 고효율 전력 제어시스템 기술개발 △재생에너지 연계 실증 운전 기술개발 기획 프로젝트에 참여했다. 

케이세라셀은 전력변환제어시스템 및 SOFC시스템을 보유한 지필로스와 소재부터 시스템까지 일괄생산 협력체계를 구축해 향후 MW급시스템 보급을 위한 국내 최초 개별 스택 PCS 제어 모듈화 기술을 도입하고 국내 최초 그린수소 제조용 SOEC시스템을 출시할 예정 이다. 

또한 소재기술을 기반으로 다양한 셀/스택 개발과 사업영역을 확대 하고 지자체 및 수요기업과 연계해 그린수소, CO₂ 자원 재순환에 나설 예정 이다. 


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