한국세라믹기술원, 수소연료전지 개발에 AI 공정 적용

딥러닝 활용해 실험·품질 데이터 분석
영국·독일·일본과 공동 프로젝트

경남 진주혁신도시에 위치한 한국세라믹기술원. 한국세라믹기술원 제공

한국세라믹기술원이 수소연료전지 연구개발에 인공지능(A)I 기반 첨단 공정을 직접 적용하며 연구 혁신을 주도하고 있다.

AI 기술은 이제 단순한 데이터 분석 도구를 넘어, 에너지 전환과 같은 거대한 산업 패러다임을 움직이는 핵심 엔진으로 자리 잡고 있다.

과거에는 수없이 반복되는 실험을 통해 조건을 찾아내는 방식이 주류였다. 그러나 이제는 딥러닝 모델을 활용해 방대한 실험 데이터를 분석하고, 소재 조성과 제조 공정을 동시에 최적화하는 체계로 진화했다.

이로써 연구 효율성이 크게 향상됐을 뿐 아니라, 산업 현장에서 곧바로 활용할 수 있는 실질적인 성과물이 도출되고 있다. 특히 대면적·균일 코팅 기술과 접목해 전극 및 전해질 박막의 품질을 끌어올리고, 내구성과 성능을 동시에 확보한 점은 주목할 만하다.

이러한 성과는 고체산화물 연료전지(SOFC)와 고분자 전해질 연료전지(PEMFC) 모두에 적용되며, 멀티모달 데이터 분석을 통해 공정과 성능의 상관관계를 정밀하게 규명하는 토대를 마련했다. 단순히 연구실적을 넘어, 상용화를 앞당기는 결정적 기반이 되고 있는 셈이다.

현재 연구단에는 전문 인력이 투입돼 있으며, 연간 수십억 원 규모의 연구개발비가 지원되고 있다. 그 결과물은 개별 연구 성과에 그치지 않고 데이터 플랫폼 구축, 장비 공동 활용, 기업 맞춤형 지원으로 확장돼 국내 산업계 전반으로 파급되고 있다.

최근에는 산업통상자원부와 한국산업기술진흥원이 추진하는 ‘가상공학 플랫폼 구축’ 사업의 일환으로 SOFC 소재·셀·스택 기술 교류회가 열렸다. 이 자리에서 기술원은 설계 단계부터 공정 최적화와 성능 검증까지 이어지는 디지털 지원 방안을 제시했고, 기업들은 이를 생산성 향상과 품질 안정화에 어떻게 접목할지를 논의했다.

실제로 10여 개 기업의 전문가와 실무진이 참석해 AI 플랫폼의 산업 적용 가능성을 검토한 것은 연구 성과가 산업 현장으로 스며드는 중요한 계기였다.

국내 협력을 넘어 글로벌 공동연구도 활발하다. 영국 세인트앤드루스대학교, 독일 프라운호퍼 IKTS, 일본 규슈대학교와 함께 SOEC·SOFC 기술 고도화 및 검증 프로젝트를 추진하며, 공동 데이터 플랫폼을 통해 성과를 공유하고 있다.

이를 위해 수십억 원 규모의 국제협력 예산이 투입되면서, 한국에서 축적된 AI 기반 공정 역량이 세계 시장으로 확산되는 선순환 구조가 형성되고 있다. 특히 최근 독일 출장에서는 프라운호퍼와의 실증 프로젝트 협력을 구체화하며, 국제 공동 생태계와의 연계가 더욱 강화됐다.

앞으로 한국세라믹기술원은 AI 기반 공정을 수소연료전지 전 주기에 더 깊게 통합해 성능 예측, 수명 평가, 품질 관리 등 새로운 혁신을 만들어갈 계획이다. 또 기업과의 공동 실증을 통해 현장 적용성을 지속 점검하고, 해외 연구기관과의 교차 검증 및 공동 플랫폼 운영으로 글로벌 신뢰도를 높여나갈 것이다.

한국세라믹기술원 관계자는 “AI 기반 공정 혁신은 단순한 연구 방법론의 변화가 아니다. 청정수소 전환이라는 국가적 과제를 앞당기고, 세계 수소경제에서 기술 주도권을 확보하기 위한 전략적 도약이자 산업 생태계의 구조적 전환”이라며 “한국세라믹기술원의 경험과 성과가 국내외 협력으로 확산되며, 한국이 글로벌 수소경제의 핵심 축으로 자리매김할 수 있도록 할 것”이라고 말했다.

진주=김해연 기자 haykim@hankyung.com