연료전지 기술은 점점 현실화 되고 있다. 화석에너지를 대체할 수 있는 신재생에너지 기술개발은 이제 필연적이다. 앞으로 인류는 지속가능하면서도 친환경적인 에너지원이 더욱 필요할 것이고, 그 연료는 더욱 다양해 져야 한다. 화석연료를 포함해 바이오연료, 나무, 쓰레기 등 탄화수소로 이루어진 것이라면 무엇이든지 수소를 생산할 수 있어야 한다. 그리고 생성된 수소는 연료전지를 통해 전기를 생산하게 되고, 궁극적으로 탄소 배출이 거의 없는 에너지 생산 체계를 구축할 수 있을 것이다.

연료전지 기술의 상용화를 위한 절차탁마(切磋琢磨)

배중면 교수가 이끄는 신에너지변환시스템 연구실은 세 가지 연구 분야에 대해 집중적인 연구를 진행하고 있다. 우선 고온형 연료전지 중 하나인 고체산화물연료전지에 대한 연구는 세라믹 전극/전해질 물질 개발부터 단전지 및 스택 제작 기술까지 고체산화물연료전지와 관련해 원천기술개발부터 상용화 직전 단계까지 전범위에 걸쳐 연구를 수행하고 있다. 배 교수는 “고체산화물연료전지의 기본 재료는 해외의존도가 높아 기술개발 자체에도 막대한 외화를 사용하고 있어, 연료전지 세라믹 전극 및 촉매제조 기술 개발에 착수하여 2008년 성공을 거두었다”며 “이를 통해 80% 이상 국산화가 가능해졌고 기존의 외국제품보다 30% 이상의 성능향성을 보이고 있어 역으로 수출까지 가능할 것으로 예상된다”고 전했다.

이 기술은 대량생산을 위해 국내 중소기업인 (주)한창산업에 이전했고, 관련재료의 양산을 위한 체제를 구축하였다. 이러한 업적은 2009년 지식경제부 우수자본재 개발공유자로 선정되기도 하였다. 뿐만 아니라 신개념 고체산화물연료전지를 개발 중에 있어 금속을 지지체로 사용하는 형태의 고체산화물연료전지를 개발하고 있으며, 상용화가 가능한 수준까지 기술개발에 성공하였다. 마지막 연구 분야는 수소생산에 대한 것으로, 대부분의 연료전지가 수소를 연료로 사용하고 있어 수소생산의 여러 방법 중 특히 도전적인 과제로 평가되는 디젤과 같은 액체연료를 이용한 수소생산에 연구력을 집중하고 있다. 배 교수는 “이 방법은 선호도는 높지만 수소 생산과정에서 탄소침적과 같은 여러 문제점이 발생하는 단점이 있는데, 2003년 이후 상용화가 가능한 수준으로 신뢰할 수 있는 액체연료로부터 수소생산 기술을 개발해 온 결과, 현재는 세계 최고수준의 기술을 보유하고 있다”고 자부했다. 이러한 연구내용은 그 우수성을 인정받아 2008년 이후 사우디아라비아 정유회사인 Saudi Aramco와 공동연구를 수행 중이다.

세계 최고 수준의 금속지지체 고체산화물연료전지 및 액체연료를 이용한 수소생산기술을 개발한 배 교수는 2008년 세계 최저 수준의 고체산화물연료전지 공기극 개발, 2009년 지식경제부 우수자본재 개발유공자·교육과학기술부 산학협력유공자 선정 등의 업적을 남기고 있다. 공학자로서 개발한 기술을 사업화 하는데 큰 관심을 가지고 있는 배 교수는 위에서도 언급한 사우디아라비아 정유회사 Saudi Aramco에서 공동연구를 제안해 수행 중이며 Saudi Aramco 및 일본 NGK와 삼자협력구도의 공동연구를 새롭게 제안 받아 수행할 예정이다. 또한 포스코, LG전자, 효성중공업, 한국전력, SK 등의 국내업체와 산학공동연구를 통해 연료전지 분야의 기술상용화를 위해 노력하고 있고, 2009년에는 (주)에이치앤파워를 교원 창업하여 연구팀에서 개발한 관련 기술을 사업화하는데 앞장서고 있다.

신재생에너지에 대한 수요는 나날이 커지고, 연료전지 시장도 그에 발맞춰 성장하고 있다. 지금 추세라면 5년 뒤 전체 연료전지 시장은 몇 십 조원의 시장으로 성장할 것이라는 전망이다. 이에 배 교수는 “소형 정치형 발전시스템이나 휴대용 전원장치시스템 개발을 목표로 꾸준히 노력할 것”이라는 계획을 밝혔다. 배 교수의 연구팀이 생긴 지도 만 9년이 되었다. 최근 들어 배 교수의 꿈이 현실이 될 것이라는 확신 속에 미래 에너지 생산체계에 그의 연구가 자그마한 밑거름이 된다면 연구자로서 가장 큰 보람일 것이라며 더욱 열정적인 연구에 임할 것을 다짐했다.