정부가 수소 신산업 육성에 나선 가운데, 수소차 시장 성장을 이끌 수소생산 원천기술이 국내 개발됐다. 도시가스 파이프라인을 연결만 하면 도심지나 수요처 인근에서 바로 99.999% 이상 고순도 수소를 저렴하게 생산·공급할 수 있는 것이 특징이다.
한국에너지기술연구원(원장 김종남)은 윤왕래 수소연구단 박사팀이 '현장생산형(On-Site) 고순도 수소생산유닛' 원천설계 및 엔지니어링 기술을 100% 국산화하는데 성공했다고 10일 밝혔다.
이 기술은 수소경제 이행 초기 핵심인프라 시설이다. 천연가스와 수증기 반응물에 내재된 수소를 뽑아내는 리포밍 모듈, 99.999% 이상 고순도 수소를 생산하는 정제 모듈(VPSA) 조합으로 구성했다. VPSA는 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO₂), 미반응 메탄 등 불순물을 흡착분리하는 역할을 한다.
연구팀은 개질반응기(SMR) 열·물질전달을 열교환 일체형 대류 열전달 개질기로 설계하고, 동시에 발열반응 자동제어 열교환형 수성가스 전이반응기를 모듈화 원천 설계했다. 소형화와 고효율화를 이뤘다.
또 VPSA를 자체 개발해 탈착압력을 낮추고, 5가지 흡착제를 최적 배열해 유효 흡착량과 분리효율을 극대화했다. CO 농도를 0.2ppm 이하로 유지할 수 있게 했다.
이 기술 수소생산효율은 81%다. 이는 미국 에너지부 등이 초기 수소에너지 보급 사양으로 제시한 75~80%를 상회한다. 기존 LNG 공급망을 활용해 추가 인프라 투자 없이 수소생산·공급이 가능하다는 점에서 경쟁력이 높다.
에너지연은 지난달 18일 원일티엔아이와 총액 50억원 기술이전계약 체결식을 진행했다.
윤왕래 박사는 “이 기술은 부생수소와 더불어 초기 수소경제 이행 핵심공급원으로서 매우 중요한 역할을 하게 될 것”이라고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
