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[IT뉴스]재생에너지 '간헐성', 일산화탄소 전기분해 공장서 극복…전기료 26% 절감

온카뱅크관리자

2026-10-22 14:47:25

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 <img alt="풍력이나 태양광 등 재생에너지 발전의 간헐성 문제를 완화할 기술이 나왔다. 게티이미지뱅크 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/22/dongascience/20261022144525082dcyp.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="fe2GrHJ6ev" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/22/dongascience/20261022144525082dcyp.jpg" width="658">
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 풍력이나 태양광 등 재생에너지 발전의 간헐성 문제를 완화할 기술이 나왔다. 게티이미지뱅크 제공
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 풍력발전과 태양광발전 등 변동성이 큰 재생에너지로도 공장을 안정적으로 가동할 기술이 개발됐다. 이 기술을 이용하면 전기요금도 최대 26%까지 줄일 수 있다. 
 포스텍은 권순호 신소재공학과 교수팀과 미국 워싱턴대, 캘리포니아공대(칼텍), 중국 베이징대 등 국제공동연구팀이 재생에너지 전기가 끊겼다 이어져도 공장 설비가 제 성능을 유지하는 운전방법을 개발했다고 22일 밝혔다. 연구결과는 7월 8일 국제학술지 '네이처 촉매'에 발표됐다. 
 재생에너지는 바람이 불었다가 불지 않고 태양이 떴다가 지는 등 에너지원의 변동에 따라 전력 생산량도 달라지는 '간헐성' 문제가 있다. 에너지가 공급됐다가 공급되지 않는 과정이 반복되면 장비에 손상이 간다. 
 일산화탄소 전기분해는 제철소 등에서 나오는 일산화탄소에 전기를 가해 플라스틱 원료인 에틸렌이나 식초의 주성분인 아세트산 등 화학원료로 바꾸는 기술이다. 일산화탄소 전기분해의 생산비 절반 이상이 전기요금이라 값싼 재생에너지를 쓰는 시도가 많이 이뤄지고 있다. 
 연구팀은 재생에너지의 간헐성이 일산화탄소 전기분해 장치에 어떤 영향을 미치는지 밝히기 위해 실제 태양광 발전처럼 장치를 껐다 켜는 과정을 반복했다. 단 3회의 반복 끝에 장치에서는 원하는 화학원료 대신 부산물인 수소만 생성됐다. 
 연구팀이 장치의 부품을 하나씩 바꿔 가며 확인한 결과 구리 촉매를 바꾸자 성능이 다시 되살아났다. 촉매 표면을 라만 분광 방식과 컴퓨터 시뮬레이션으로 분석하자 전원이 꺼지면 촉매 표면에 남아 있던 일산화탄소가 탄산염이라는 찌꺼기로 변해 촉매 표면을 덮어버리는 현상이 관찰됐다.
 연구팀은 전원을 끄지 않은 상태로 장치에 전류가 흐르지 않는 전압인 '개방회로전압(약 1.5볼트)'보다 살짝 높은 1.8~1.9V의 약한 '대기 전압'을 계속 흘려 촉매에 탄산염이 쌓이지 않도록 보호했다. 
 대기 전압을 흘리자 탄산염이 생성되는 속도가 100만 분의 1 수준으로 줄었다. 대기 중에 드는 전기료는 전체 생산비의 1% 이하로 낮았다. 
 장치에 대기 전압을 흘리며 실제 태양광 발전이 한 달 동안 가동할 때와 유사하게 31번 대기 전압 상태로 진입했다가 켜기를 반복해 750시간 동안 가동했을 때도 고장 없이 작동했다. 
 연구팀은 이 방식을 활용했을 때 전기료를 산정하기 위해 호주 사우스오스트레일리아의 전기요금 체계를 적용해 계산했다. 전기가 쌀 때만 장치를 가동하면 아세트산 생산비를 kg당 2.13달러에서 1.63달러로 최대 26% 줄였다. 
 권 교수는 "전원을 끌 때 촉매 표면에서 어떤 일이 벌어지는지 원자 수준에서 밝혀내 간단한 전압 조절만으로 촉매를 지키는 해법을 찾을 수 있었다"라며 "새로운 촉매나 설비 없이 운전 방식만 바꿔 재생에너지 기반 탄소 전환 기술의 상용화를 앞당길 수 있을 것"이라고 말했다.
 &lt;참고자료&gt; doi: 10.1038/s41929-026-01574-z  
 [김소연 기자 lecia@donga.com]
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