권순철 교수 ‘친환경 에너지 시스템 연구 분야를 선도하다’

[한국미디어뉴스통신=박주환 기자] 현대사회에서 에너지는 한 사회의 삶의 수준을 결정할 뿐만 아니라 국가 경쟁력과 안보에 막대한 영향을 미치고 있다. 하지만 석유자원의 고갈과 유가상승으로 인해 에너지 수급 및 비용이 불안정해지는 상황에서 뚜렷한 대체에너지원마저 나오지 않아 전 세계적으로 위기감이 고조되고 있는 실정이다. 따라서 앞으로 다가올 에너지 고갈에 대비해 90% 이상의 에너지를 수입에 의존하고 있는 에너지 자원빈국인 우리나라의 현실을 극복하기 위한 친환경 고효율 에너지 시스템의 개발은 필연적인 상황이다.

부산대학교 사회환경시스템공학과의 권순철 교수가 자연보존과 과학기술이 공존하는 친환경 에너지 개발에 앞장서며 새로운 미래 가치를 창조해 나가는 데 일조하고 있다. 최근 핵심 기술인 LID 기법(Low Impact Development, 저영향 개발기법)을 활용하여 전기 물분해 반응을 통해 수소를 생산하고, 수소연료전지를 구동하는 기술력을 선보인 권 교수는 자립형 에너지 시스템의 수립을 통해 보다 진보된 신재생 에너지 시스템을 구축해 가고 있다. 이는 LID 기법으로 집수된 우수를 재활용하여 신재생 에너지 생산 및 저장시스템을 구축하는 기술로써, 우수의 정화과정을 거쳐 정수를 제조한 후 전기 물 분해 반응으로 수소를 생산하고 수소연료전지를 구동해 건물 내 에너지원으로 사용하는 신재생 에너지 시스템 구축을 목표로 하고 있다. 또한, 시설 내 에너지저장시스템을 구축하여 생산된 전력을 저장하고 지속적으로 사용할 수 있는 자립형 에너지 시스템을 구축하는 목표가 있는데, 이는 기존의 중앙집중형과 달리 전기를 공급해주는 곳에 문제가 발생하여도 스스로 전기를 공급할 수 있는 분산형 시스템이기 때문에 비상시 사용 가능하고, 에너지의 원천이 물이기 때문에 친환경적이라는 장점이 있다.

권순철 교수는 “저영향 개발기법을 바탕으로 한 수자원 및 에너지 기술 융합을 통해 기후변화 대응, 녹색공간 확보 및 지역 환경개선, 녹색 일자리 창출 및 경제 활성화 등 사회·경제·산업적 효과를 기대할 수 있게 되었으며 특히 도심에 에너지를 분산 및 저장할 수 있어 자립형 에너지 공급 시스템을 구축하는데 의의가 있다. 지속적으로 연구에 매진하여 물순환 도시조성을 위한 GI & LID를 활용, 저영향 개발기법 기반 신재생 에너지 시스템의 산업화를 위한 초석을 마련하고자 한다.”고 강조했다.

권순철 교수는 얼마 전 세계 최초로 물을 수소로 분해하고 다시 합치는 과정에서 발생하는 전기를 이용한 ‘워터보트’를 개발해 학계의 시선을 집중시켰다. 워터보트는 말 그대로 ‘물’을 연료로 하는 배다. 구동원리는 주입한 물(H20)을 ‘수전해 시스템’을 이용하여 수소(H2)와 산소(02)로 분해한 뒤 포집된 수소를 수소연료전지 기술을 이용해 대기 중 산소와 결합시켜 전기를 생산해 모터를 돌리는 방식이다. 연료전지 구동을 통해 생산된 에너지의 일부는 보트의 엔진을 구동시키는데 사용되며, 남은 에너지는 배터리에 저장하는 방식을 사용하고 있기 때문에 워터보트는 외부로부터의 에너지 공급이 제한되는 환경에서도 구동이 가능하다.

실제로 지난 해 12월, 권 교수는 제자들과 함께 낙동강에서 작은 배(길이 3m 폭 1.5m 무게 100kg의 1마력짜리 모터 장착)를 500㎖의 생수 한 병으로 1시간 동안 운행하는데 성공하며 본격적인 수소시대로의 서막을 열었다. 수전해시스템으로 수소를 생산하여 동력을 얻는 시도는 세계 최초이며, 수소를 재합성하는 과정에서 생산되는 전기를 사용하는 수소연료전지를 선박에 이용한하는 것은 국내 최초의 시도다. 권 교수는 “현재까지 워터보트는 Lab-scale 단계의 연구를 마친 상태로 정수된 물 500mL로 성인 남성 2명이 탑승하여 최대속도 8km/h 정도로 1시간 이상 운항이 가능하다.”며 “Bench-scale 단계의 차후 연구를 통해 30km/h 이상의 속도를 낼 수 있도록 성능을 향상시키는 것을 목표로 개발을 진행하고 있다.”고 강조했다.

한편 권순철 교수는 조직적이고 체계적인 기술력 확보를 위해 부산대 기술지주회사인 케이워터크레프트(www.kwatercraft.com)를 설립했다. 케이워터크레프트는 수전해 기반 에너지 저장 솔루션 기술을 보유한 회사로, 세계 최초로 물로 구동하는 에너지 자립형 수소보트인 ‘워터보트’를 개발하였으며, 물을 전기분해할 때 발생하는 산소와 수소를 이용한 복합 집진/ 흡착 필터 방식의 산소발생 공기청정기인 ‘워터에어’도 개발하였다. 또한, 장애인들이 움직임에 제약없이 편리하게 이동할 수 있도록 수전해 기반 에너지 생산저장 시스템을 이용한 ‘워터체어’라는 전동휠체어도 개발했다. 지난 8월에는 해운대구와 ‘친환경 에너지 협력강화를 위한 업무협약’을 체결하고 ‘신재생 에너지 관련 사업 일자리 창출’, ‘친환경 에너지 관련 자문 및 연구장비 및 시설의 활용’, ‘연구인력 교류 및 기술정보 교환’, ‘친환경 시제품 실용화를 위한 테스트베드 운용 시 장소 협조’ 및 기타 상호협력이 필요한 사항에 힘을 모으기로 했다.

향후 핵심기술인 에너지 생산저장 시스템이 국내를 넘어 해외로도 진출할 수 있도록 미국 및 싱가포르 법인을 설립할 계획이라는 권 교수는 이를 통해 에너지 기술 융합 기반 녹색 일자리 창출 및 경제 활성화, 지역환경 개선 및 기후변화 대응기술 확보 등 사회, 경제, 산업분야의 파급효과를 기대한다고 전했다.

“경제성장과 사회변화의 원천이 되는 지식기반사회에서 높은 수준의 기술력이야말로 21세기 국가발전의 원천이 되는 성장동력”이라는 권순철 교수. 현실을 직시하고 급변하는 시장환경에 탄력적으로 대응하기 위해 실사구시적 자세로 기술개발에 전력을 다하겠다는 그에게서 미래 에너지 강국으로 도약하게 될 대한민국의 청사진을 엿볼 수 있었다.