스마트폰 2개 정도 크기의 얇은 튜브형태(평관형) 셀 10개를 적층하는 방법으로 수소를 시간당 200ℓ까지 생산할 수 있는 기술이 개발됐다.
한국에너지기술연구원(황주호 원장)은 에너지융합소재연구단 우상국 박사 연구팀이 수소프론티어사업단(단장 김종원)의 지원을 받아 고온·고압의 폐열과 수증기를 재활용할 수 있는 고온 수전해 수소제조 기술을 편광형으로 세계 처음 개발했다고 21일 밝혔다.
고온수전해 기술은 물을 전기와 열로 분해한 뒤 수소와 산소를 분리하는 공정이다.
연구진은 가로 20㎝, 세로 7㎝크기의 평관형 단위셀 10장을 적층해 2000시간 연속운전하며 850℃ 이상의 물에서 시간당 200ℓ 이상의 수소를 만드는 데 성공했다. 80℃이하 저온형 수전해 방식에 비해 수소 생산효율을 대략 15% 이상 개선했다.
평관형 셀은 기존의 평판형 셀보다 강도가 2~3배 이상 우수한 장점이 있다. 기존의 원통형 셀이 둥글기 때문에 적층이 어려운 반면 평관형은 별도의 금속성 연결재 없이도 적층이 가능하다. 이 때문에 금속부식현상으로 인한 성능저하를 막고, 수명도 늘릴 수 있다는 것이 연구진의 설명이다.
연구진은 향후 시간당 350ℓ이상 수소를 만드는 대용량 제조기술을 개발할 계획이다. 궁극적으로 태양광에서 전기를 얻고, 태양열 등에서 열을 얻는 등 신재생에너지를 이용해 수소를 제조하는 공정을 개발한다면 이산화탄소 배출이 없는 청정에너지 생산이 가능할 것으로 예상했다.
현재 국내특허 14건을 등록했다. 또 16건의 특허는 국내외에 출원한 상태다.
우상국 책임연구원은 “화석연료로 수소를 만들면 오염물질 배출은 필연적”이라며 “신재생에너지를 이용해 수소를 만드는 방법 가운데 고온수전해 수소 생산 기술이 경제성 측면에서 유리하기 때문에 향후 미래 수소 생산 기술의 중심이 될 것”이라고 예측했다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.com