차세대 에너지원으로 각광받고 있는 연료전지의 개발 경쟁이 심화되고 있는 가운데 휴대용 부탄 캔으로 전기 에너지를 발생시키는 연료전지가 개발됐다.

삼성SDI(사장 김순택)는 일반 휴대용 가스레인지에 사용되는 220g의 소형 부탄 캔을 연료로 사용하는 '부탄 연료전지'를 개발했다고 14일 밝혔다.

'부탄 연료전지'는 100W의 평균 출력으로 5시간 이상 사용할 수 있어 연료전지 대중화를 빠르게 앞당길 것으로 보인다. 또, 레저용 소형 컬러TV(60W 기준)는 8시간 이상, 노트PC(20W 기준)는 20시간 이상 사용할 수 있다. TV, DVD 플레이어, 전기 Lamp, 오디오 등을 동시에 구동할 수도 있어 레저활동은 물론 일상 생활의 비상용 전원으로 각광받을 전망이다.

'부탄 연료전지'는 데스크탑 크기의 연료전지 시스템에 부탄 가스 캔을 삽입해 가동하게 되며 여기서 발생하는 전기에너지는 시스템에 부착된 전원 코드를 통해 전자제품에 전달된다. 부탄에서 고효율의 수소를 발생시킨 후 수소가 스택(Stack:전기 발생장치)을 통과해 전기 에너지가 발생하는 원리를 이용하며 안전 시스템을 적용, 연료전지 안전성도 극대화했다.

무엇보다 저렴한 가격에 시중에서 손쉽게 구할 수 있는 연료인 부탄(1통 700원)을 이용해 전기를 발생시킬 수 있어 야외 레저활동과 정전(停電)시 비상용 전원으로 활용할 수 있다는것이 최대 장점이다.

현재 세계 유가가 급상승할 뿐만 아니라 정부의 대체에너지 보급 정책이 본격화되고 미래 대체에너지에 대한 관심이 높아지고 있어 이번에 개발한 부탄 연료전지는 크게 주목받을 것으로 예상된다.

연료전지는 연료의 화학반응에 의해 발생하는 화학에너지를 전기 에너지로 연속적으로 변환할 수 있는 전기 화학전지로 유해물질이 발생하지 않아 '무공해 발전장치'로 불리고 있다.

삼성SDI는 향후 시스템 최적화 기술과 공정기술을 확보한 뒤 오는 '07년 말에 상용화할 계획이며, 평균 출력을 대폭 향상한 300W급 부탄 연료전지도 개발해 연료전지 시장을 선도한다는 전략이다.

20여명의 개발 인력과 20억원의 연구 비용을 투입해 지난해 1월부터 약 19개월간의 연구를 통해 개발된 이 제품은 ▲부탄 개질 기술 ▲최적 연료 공급 방식 ▲열효율 극대화 시스템 등 삼성SDI의 연료전지 新기술이 적용됐다.

'부탄 연료전지'의 핵심인 '부탄 개질(改質) 기술'은 가스 상태인 부탄(C4H10)에 특수 촉매를 사용, 물을 반응시키고 여기에서 수소(H2)를 추출한 후 수소로 전기 에너지를 발생시키는 첨단 기술이다. 또, '최적 연료 공급 방식'을 적용, 부탄의 압축된 힘만으로 시스템에 연료가 공급됨으로써 전력소모가 적을 뿐만 아니라 시스템 구성도 간단하게 만들 수 있게 됐다. 기존 제품은 별도의 펌프를 이용해 연료를 시스템에 공급해야만 했다.

'열효율 극대화 시스템'은 연료전지 안에서 반응하지 않은 연료를 회수, 재순환시킴으로써 전지 시스템의 효율을 획기적으로 향상시킨 기술이다.

삼성SDI 중앙연구소장 윤석열 전무는 "이번 개발로 레저용·비상전원용은 물론 가정용·자동차용 연료전지 시장까지 진입 가능한 기술을 확보했다"며 "지속적인 연구개발을 통해 고출력의 전지와 휴대성이 뛰어난 제품을 개발하겠다"고 말했다.

한편, 美 연료전지 협회와 시장 조사기관인 NRI(Nomura Research Institute)에 따르면 휴대용 연료전지 시장규모는 2010년까지 12억 달러에 이를 전망이다.

삼성SDI가 개발한 부탄가스 이용 연료전지로 휴대용 DVD 플레이어를 구동하는 모습