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Special 글로벌 시장 선점을 위한 세라믹스 국제표준화 동향(2)

고체산화물 세라믹 전지 관련 표준화 동향

조강희_한국과학기술연구원 수소에너지소재연구단 박사 후 연구원

임태흔_부산대학교 소재기술연구소 연구원

김주영_주식회사 하이마 수석연구원

김재진_한국과학기술연구원 수소에너지소재연구단 책임연구원

이희수_부산대학교 재료공학부 교수, ISO/TC 206 의장

1. 서론

기후변화 대응과 탄소중립 이행이 전 세계적 과제로 부상하면서, 화석연료를 대체할 청정에너지 운반체(carrier)로서 수소에 대한 관심이 빠르게 높아지고 있다. 수소는 기후목표 달성뿐 아니라 에너지 안보와 산업 경쟁력 확보 측면에서도 전략적 가치를 인정받고 있으며, 이와 관련된 그린수소 생산 프로젝트는 소수의 실증단계를 넘어 200건 이상의 본격적인 투자로 확대되고 있다. 이러한 흐름 속에서 점점 더 많은 국가가 국가수소전략 및 정책을 발표하고 구체적인 정책을 도입하고 있으며, 우리나라 또한 수소경제 활성화와 표준화 로드맵 수립을 통해 이에 적극적으로 대응하고 있다 [1]. 

그림 1.  수소경제 밸류체인 [2]

  수소가 국경을 넘어 거래되는 글로벌 에너지 운반체로 자리 잡을수록, 이를 안전하고 일관되게 생산·유통·활용하기 위한 국제표준의 역할은 더욱 중요해진다. 표준은 서로 다른 국가와 기관에서 생산된 기술·제품의 호환성과 안전성을 보장하고, 측정 결과의 비교 가능성 (소급성, traceability)을 부여함으로써 무역기술장벽(technical barrier to trade)을 해소하는 기반이 된다. 특히 고온 수소기술과 같이 시장이 본격적으로 형성되기 이전 단계에 있는 분야에서는, 시장 형성 이후 표준이 뒤따르던 전통적 방식 대신 3D 프린팅, 양자기술과 같이 본격적인 시장 형성 이전부터 표준을 마련하는 선제적(preemptive) 표준화가 추진되고 있다. 이는 기술개발 초기 단계에서 안정성, 호환성, 및 신뢰성을 확보하는 동시에, 자국기술을 국제표준에 반영하여 미래 시장의 주도권을 선점하고 산업경쟁력을 강화하기 위한 전략적 수단으로 활용되고 있다.

  고온수소기술인 고체산화물 전기화학전지(solid oxide electrochemical cell)는 연료전지 모드(SOFC)와 수전해 모드(SOEC)를 모두 구현할 수 있으며, 우수한 반응 속도와 높은 에너지 전환 효율을 바탕으로 차세대 수소 생산·발전 기술로 주목받고 있다. 고체산화물 전기화학 전지는 재료에서 출발하여 셀, 스택, 모듈, 시스템으로 이어지는 밸류체인을 형성하며, 가장 기초가 되는 재료의 물성 편차나 결함에 의한 영향은 상위 단계로 갈수록 증폭되어 시스템 전체의 성능과 신뢰성을 좌우한다. 따라서 재료의 신뢰성을 확보하는 일은 곧 기술 전체의 신뢰성을 확보하는 일과 직결된다. 그런데 재료의 신뢰성은 표준화된 측정·평가 체계 위에서만 정량적으로 담보될 수 있다. 표준화된 측정 방법을 통해 생산된 데이터는 기관 간 상호 비교와 검증을 가능하게 하며, 이렇게 축적된 신뢰성 있는 데이터는 다시 표준의 타당성을 검증하고 개선하는 근거가 된다. 이처럼 재료 신뢰성과 표준은 어느 한쪽이 다른 쪽의 전제가 되는 상호 보완적 관계에 있다 [3].

그림 2. 고체산화물 전기화학전지 스케일업 [4]

  그럼에도 불구하고 국제표준화 현황을 살펴보면, 셀·모듈·시스템과 같은 상위 단계에 대해서는 비교적 폭넓은 표준이 마련되어 있는 반면, 밸류체인의 가장 기초를 이루는 재료 수준의 표준화는 여전히 초기 단계에 머물러 있다. 이는 재료 수준의 전기화학적 특성을 표준화 대상으로 다룰 수 있는 전문가 기반이 충분히 갖추어지지 않았던 데 기인한다. 다만 최근 국제적으로 관련 분야의 참여와 협력이 확대되면서, 재료 수준 표준화 논의가 본격화될 수 있는 여건이 조성되고 있다.

  이에 본 글에서는 먼저 고체산화물 전기화학전지와 관련된 국제표준화기구별 국제표준 현황을 간략히 소개하고, 이어서 수소기술 관련 재료의 전기화학적 특성과 연관된 표준화 아이템에 대하여 자세히 살펴보고자 한다.

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<본 기사는 일부 내용이 생략되었습니다. 자세한 내용은 세라믹코리아 2026년 7월호를 참조바랍니다. 정기구독하시면 지난호보기에서 e-북, PDF 전체를 열람하실 수 있습니다.>