▲출처: nulifeventures.com
전기를 만들어 내는 친환경 미래 에너지 솔루션으로 태양광 다음으로 떠오른 것이 바로 ‘수소’입니다. 수소는 공해물질을 발생시키지 않는 청정에너지이자, 지구 어디든 존재하는 무궁무진한 자원이기도 합니다. 특히 수소는 질량 1그램당 발열량이 석유보다 3배 이상 높은 효율적인 에너지인데요. 이와 같은 장점 때문에 수소 에너지가 미래의 주요 에너지원이 될 것이라고 많은 전문가들이 예측하고 있습니다.
머지않은 우리 생활에 없어서는 안 될 중요한 요소가 될 수소 에너지를 좀 더 효율적이고 저렴하게 생산하기 위해 많은 연구들이 이뤄지고 있는데요. 수소를 만드는 방식으로 현재 석유화학 공정에서 부산물로 생기는 ‘부생수소’, 천연가스에서 직접 추출하는 ‘추출수소’, 물을 전기분해하는 ‘수전해수소’ 기술 등이 있습니다.
이 외에도 적은 비용으로 효율적으로 수소를 만들어 내기 위하여 다양한 연구들이 이뤄지고 있는데요. 오늘은 수소를 만드는 방법 중에서도 최근 주목받고 있는 수소 만드는 기술에 대해 알아보도록 하겠습니다.
#암모니아에서 순도 99.99% 수소생산
▲암모니아 기반 수소추출장치(출처: KIST)
암모니아에서 고순도 수소를 대량으로 생산하는 기술도 개발됐는데요. 한국과학기술연구원(KIST)에 따르면 암모니아는 수소보다 훨씬 높은 온도에서 액화시킬 수 있고, 액상 암모니아는 액체수소보다 같은 부피로 1.5배가량의 더 많은 양의 수소를 저장(수소저장밀도 108kg-H₂/㎥)할 수 있다는데요. 하지만 암모니아에서 고순도의 수소를 생산하고 이를 연료전지와 연계해 전기를 생산하는 연구는 상대적으로 개발이 미흡했습니다.
KIST 연구팀은 암모니아를 수소와 질소로 분해하는 촉매의 효율을 높이면서 저렴한 비용으로 생산할 수 있는 수소분리막 소재를 개발했습니다. 수소 분리에 사용되는 공정(PSA)을 거치지 않아도 순도가 99.99% 이상으로 높아 바로 전력생산에 이용할 수 있으며, 생산속도는 기존 기술대비 2배 이상 높아졌습니다.
#메탄가스를 수소와 흑연으로 전환
▲하수처리장에 짓고 있는 수소생산시설(출처: 호주 재생에너지국)
호주 신재생 에너지 기업인 헤이저 그룹은 하수처리장에 수소생산시설을 짓고 있는데요. 바로 하수처리장에서 나오는 메탄가스를 수소로 전환하기 위해서 입니다. 기존 수소생산 방식인 화석연료와 전기를 사용하지 않고, 하수처리장에서 나오는 바이오가스와 가격이 저렴한 철광석을 촉매로 사용해 수소를 생산하는데요. 부산물은 흑연으로 만들어져 환경오염이 적다는 평가입니다. 이 시설은 오는 2021년부터 가동된다고 합니다.
#AI와 태양광으로 카본 프리 수소 생산
▲헬리오젠 태양광발전 시스템(출처: Heliogen)
미국 친환경 스타트업인 헬리오겐은 인공지능(AI)을 이용해 1000℃ 이상의 온도를 만들어 내는 태양광발전 시스템을 개발했는데요. 이는 시멘트, 철강, 유리 등 높은 열을 필요로 하는 산업에서 화석연료를 대체하는 청정 에너지로 주목받고 있습니다.
또한 추가적인 기술개선을 통해 1500℃ 온도까지 도달할 수 있다고 밝혔는데요. 1500℃ 온도에 도달하면 물로부터 수소분자를 분리해 배출가스 없는 수소 기반의 연료를 만들어낼 수 있습니다.
▲출처: reneweconomy.com.au
이와 같이 지구 온난화를 극복하는 데 새로운 솔루션이 될 수소 에너지 개발을 위해 다양한 기술들이 개발되고 있는데요. 한화솔루션도 현재 소금물을 분해해 연소와 가성소다를 추출하는 기술을 바탕으로 물을 전기분해해 수소를 만드는 수전해 기술을 오는 2023년을 목표로 연구·개발하고 있습니다.
또한 지난 3일, 강원도•한국가스기술공사와 ‘강원도 수소산업 생태계 경쟁력 강화’를 위한 업무협약(MOU)을 체결했는데요. 강원도 대관령면에 연간 290톤의 그린 수소를 생산할 수 있는 수전해 시설과 수소 충전소를 구축한다는 내용을 담고 있습니다.
태양광 에너지부터 수소 에너지까지, 지속가능한 미래를 위한 신재생 에너지 개발을 위해 노력하는 한화솔루션에 많은 응원 주시기 바랍니다.
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