순수 국내기술로 '그린수소' 기술 개발...수소경제 정착 앞당긴다

이동민 기자 발행일 2020-06-17 18:19:44 댓글 0
에너지기술연구원, 재생에너지 이용한 고효울 생산기술 국산화

 

▲ 부하변동 대응형 수전해 장치(사진=한국에너지기술연구원 제공)

 

국내 연구진이 수소경제의 핵심 기술인 재생에너지를 이용한 그린수소 생산 기술을 개발해 주목된다.

한국에너지기술연구원(이하 연구원) 수소연구단 김창희 박사 연구진은 태양광, 풍력 등의 재생에너지를 이용해 안정적이며 고효율로 수소를 생산할 수 있는 '부하변동 대응형 수전해 스택'을 개발에 성공했다고 17일 알렸다.

재생에너지를 활용해 수소를 생산할 경우 불안정한 전력 부하로 인해 수전해 시스템 성능이 빠르게 나빠지고 기상 조건 변화로 재생에너지가 수전해 시스템에 부하 대비 0∼20% 정도로 적게 공급될 경우 수소와 산소가 섞인 혼합가스가 가연성 한계에 쉽게 도달하게 돼 폭발 위험이 있다.

이에 연구진은 간헐성과 변동성이 큰 재생에너지가 공급되더라도 내구성과 효율이 높은 전극과 분리막을 자체 개발해 수전해 시스템을 모듈화 했다고 설명했다.

연구진은 미세구멍의 정밀제어 및 친수성을 향상시켜 상용 제품 대비 가스혼합을 3배 이상 억제하고 3배 이상 높은 이온전도성을 갖는 고안정성·고이온전도성 분리막 합성기술을 확보했다.

연구진은 이러한 합성기술로 수소 생산 효율을 82% 이상까지 끌어올리고 부하변동 시 발생할 수 있는 가스 혼입 및 전극 효율 문제를 해결해 보다 넓은 출력범위(5∼110%)의 연계 운전이 가능하도록 설계했다.

연구원은 김창희 박사 연구진이 개발한 부하변동 대응형 수전해 스택기술에 대해 순수 국내 기술로 수소경제 구현을 위한 그린수소 생산의 길을 앞당겼다는 것에 큰 의의가 있다고 소개했다.

또한 내년으로 예정된 새만금 대단위 재생에너지 단지에서 국내 수전해 기술로 대량의 그린수소 생산을 통해 수소경제 활성화에 기여하고 수소산업 관련 전·후방산업 육성과 확대에 큰 파급효과가 기대된다.

이번 연구는 과학기술정보통신부에서 지원하는 기후변화대응기술개발사업, 수소에너지혁신기술개발사업의 일환으로 수행됐다.

앞서 정부는 지난 2018년 3대 전략투자 대상에 '수소경제'를 선정하고 그린수소 생산 원천기술 확보에 집중 투자·육성할 것임을 발표한 바 있다.

화석연료에서 추출된 수소는 온실가스가 동시에 다량 배출돼 일명 '그레이(Grey) 수소'라 불린다. 이에 정부는 올해 초 '수소경제 활성화 로드맵'을 발표하고 온실가스가 배출되지 않는 물을 이용한 '그린수소'로의 전환을 천명했다.

연구진을 이끈 김창희 박사는 "부하변동 대응형 수전해 기술 개발을 통해 우리나라가 진정한 수소경제로 정착하는데 매우 중요한 역할을 하게 될 것으로 전망한다"며 "해외 선도국의 수전해 기술과 경쟁하기 위해 고성능·고내구 전극과 분리막 등 핵심 부품소재 요소기술과 MW급 스택 스케일업 설계 기술이 모두 확보돼야 한다"고 제안했다.

 

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