삼성전기 "그린수소 생산"…에너지사업 시동

주력 기술 MLCC 활용해
'고체산화물 수전해' 셀 개발
상용화 제품 중 전류밀도 최고
탄소중립시대 필수 기술
글로벌 성장률 年 30% 전망

삼성전기가 그린수소를 생산하는 고체산화물 수전해(SOEC) 기술을 독자적으로 개발하며 그린수소 사업 진출에 시동을 걸었다. 해당 SOEC 기술은 삼성전기의 주요 생산품인 적층세라믹콘덴서(MLCC)의 요소 기술을 활용한 것이다. '기술의 확장'이 미래 사업의 열쇠가 된 셈이다.

30일 삼성전기는 MLCC의 원재료인 세라믹을 기반으로 700도 이상 고온에서 물을 전기분해해 수소를 생산하는 SOEC 기술을 개발했다고 밝혔다. 수소는 '넷제로' 시대에 화석연료를 대신할 수 있는 가장 적합한 에너지로 꼽힌다. 환경오염 물질 없이 물과 에너지만 배출할 뿐 아니라 에너지 효율도 높기 때문이다.

이 같은 수소 생산의 경제성은 적은 양의 전기로 많은 양의 수소를 생산할 수 있는 효율성에 달려 있다. 수소를 생산하는 방식에는 알칼라인 수전해(AEC)·고분자전해질막 수전해(PEM) 등이 있지만, SOEC는 여러 방식에 비해 전력 변환 효율이 가장 높아 차세대 발전용 수소·연료전지 기술로 주목받고 있다.

삼성전기는 자사 MLCC의 요소 기술을 활용해 SOEC 기술을 개발했다. MLCC는 반도체에 전기를 일정량씩 내보내는 '댐' 역할을 하는 부품으로 '전자산업의 쌀'이라고 불린다. 쌀 한 톨 크기의 250분의 1 두께에 층을 쌓아 전기를 축적한다. 전기 제품에는 무조건 들어갈 수밖에 없는 부품으로 통상 스마트폰 한 대에 800~1000개, 전기차 한 대에 2만개가량이 장착된다. 삼성전기는 세계 2위 MLCC 생산 기업이다. MLCC는 세라믹 소재를 원료로 만들어진다. 유전체 파우더와 재료를 혼합해 슬러리를 만드는 배치, 이를 얇은 필름 형태로 만들어 여러 겹으로 쌓는 적층, 만들어진 칩을 고온에서 열처리하는 소성 등의 과정을 거친다.

이는 SOEC 셀(Cell)을 생산하는 공정과 유사하다. SOEC 셀도 전체가 세라믹으로 구성돼 있고 배치와 적층, 소성 등 과정을 거치기 때문이다. 다만 SOEC는 700도의 고온에서 이용돼 내구성을 확보해야 하는 점 등이 차이점으로 꼽힌다.

삼성전기는 이미 축적한 MLCC 기술을 바탕으로 SOEC의 가장 중요한 특성으로 꼽히는 전류밀도를 현재 상용화된 제품 가운데 최고 수준으로 확보하는 데 성공했다. 삼성전기는 2025년 시제품을 개발하고, 2027년 양산을 목표로 사업을 추진하고 있다.

삼성전기는 이 같은 기술을 바탕으로 그린수소 생산에까지 박차를 가한다는 계획이다. 그린수소는 태양광·풍력 등 재생에너지에서 나온 전기로 물을 분해해 생산한 수소를 말한다. 생산 과정에서 탄소 배출이 전무해 '넷제로 에너지'의 최상단에 위치하고 있다.

재생에너지 생산이 부족한 국내에서는 수소 제조 과정에서 나오는 이산화탄소를 포집·제거하는 '블루수소'가 대세다.

삼성전기는 SOEC 셀과 같은 기술을 바탕으로 재생에너지가 풍부한 중동 지역 등에 거점을 마련해 그린수소를 생산하는 방안도 검토 중이다.

SOEC는 그린수소를 생산하는 최적의 장치로 산업계에서 다양하게 활용된다. 예를 들어 제철소에서 철강을 생산할 때 수소를 활용하면 탄소 배출을 최소화할 수 있다. 시장분석 기업 QY리서치에 따르면 SOEC의 글로벌 시장 규모는 2022년 12억8969만달러(약 1조7100억원)에서 2029년에는 76억5782만달러(약 10조1800억원)로 성장할 전망이다. 연평균 성장률이 30%에 달한다.

[최승진 기자]