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수소 연료 전지 전망에 대해 어떻게 생각하시나요 (차량/산업용)
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안녕하십니까 선배님들,


제가 대학원 진학을 앞두고 연구주제로 많은 고민을 하고 있습니다.


가장 관심있고 현재 컨택중인 교수님 연구실은 있는 연료전지를 연구 하고 있습니다. 학교는 SPK입니다.


제가 생각 했을 때, 연료전지는 SOFC와 PEMFC로 나뉘었을 때 저는 산업용이 좀더 전망성이 좋다고 생각하고있습니다.


사실 전기차에 비해 효율성 및 여러 문제로 수소차는 리스크가 있다고 생각하며, 미래의 친환경 에너지 동력원을 생각하여


연구실 분위기도 SOFC 연구에 집중하고 계시고 (PEMFC보다) 저 또한 SOFC 연구에 집중할 생각이지만,


생각보다 많은 사람들이 석사만 하고 나와야 한다, 연료전지가 끝물이며, 전망성이 좋지 않다.


저는 석사 또는 박사 둘 다 고민 하고 있는데, 둘 다 연료전지 전공으론 취업의 길이 쉽지 않다고 하셔서 


전공자분들의 생각이나 의견을 듣고 싶어서 질문 드려봅니다.


연료전지의 미래성이 그렇게 떨어진다고 생각하시나요?


또는 취업의 길이 어려워 보이시나요?


읽어주셔서 감사합니다.



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지나친 걱정

전력산업의 미래를 생각하면 연료전지가 활용되지 않을 수 없습니다.


석탄화력, 원자력발전과 송변전, 배전으로 구성된 전력망은 한계가 분명해 보입니다. 원자력발전에 대해서는 논란이 많지만 석탄화력은 기후위기 대응 차원에서도 정리가 필요합니다. 송변전, 배전 시설의 추가 설치는 주민들의 반대 때문에 거의 불가능한 상황입니다. 결국 전력의 생산과 수요처가 일치하는 분산전원 형태로 미래의 전력망이 재편될 것이고 연료전지 열병합발전의 역할이 필수적입니다. 발전용 연료전지의 미래에 대해 반신반의하는 분위기 였지만 블룸에너지 SOFC 시스템의 신뢰성에 놀라고 있는 상황입니다.


배터리의 리스크는 급속충방전과 안전성입니다. 특히 전고체전지에 장미빛 미래가 있다고 보지는 않는데 그것은 고체전해질소재의 고전압안정성(electrochemical windows), 급속충방전(c-rate performance)과 생산기술의 부재 때문입니다. 무엇보다 생산기술의 문제가 큽니다. 그나마 실현가능한 전고체전지는 산화물계가 될테지만 200도 이상의 작동온도 때문에 EV보다는 ESS용으로 가능성이 있어보입니다. 배터리는 용량을 조금 줄이더라도 출력특성을 확보해서 보다 안전하게 배터리를 사용할 수 있도록 타협점이 필요합니다.


연료전지의 리스크는 직렬전지라는 점입니다. 직렬전지는 출력이 높은 대신 저항이 큰데, 대용량 연료전지 구현을 위한 대면적화와 스택설계가 연료전지의 장기성능에 미치는 영향을 면밀히 연구해야합니다. 학계에서는 아주 작은 수준으로 전극촉매와 전해질소재에 대한 내구성을 평가하고 있으나 이것만으로는 많이 부족합니다. PEMFC, SOFC 같은 연료전지는 앞으로 소재보다는 제조, 생산기술에 대한 연구개발이 필요하다고 봅니다. 제조기업들이 연료전지 셀, 스택 비지니스를 할 수 있는 환경이 만들어져야하고 학계에서도 연료전지 제조, 생산에 대한 기초연구를 활발히 진행해야 합니다. 개인적으로 연료전지 연구가 기초소재 연구에만 머물러 있는게 많이 안타깝습니다.


배터리, 전고체전지, PEMFC, SOFC는 소재과 구조, 성능 등에 있어 서로 비슷한점이 많습니다. 전고체전지 연구하시는 분들이 활물질과 전해질, 도전재 계면의 형성을 위해 노력하고 있는데 이는 PEMFC에서 강조하는 삼상계면의 형성과 개념적으로 동일합니다. 다른 종류의 전지개발을 경험했던 연구자들이 각각에서 혁신적인 연구결과물을 도출할 수 있을 것이라고 봅니다. 본인이 연료전지 연구를 하게되더라도 너무 연료전지에만 몰두하지 말고 배터리, 슈퍼커패시터 등 다른 전지에도 지속적으로 관심을 갖으시길 바랍니다.


연료전지에도 아주 밝은 미래가 있다고 보지는 않지만 그렇다고 연료전지의 미래를 걱정하며 박사진학을 하지 않을 필요는 없습니다.

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