석탄 합성가스를 고순도 연료전지용 수소로 전환

[이투뉴스] 석탄에서 뽑아낸 합성가스를 순도 99.99%이상의 연료전지용 수소로 재전환하는 공정과 설비가 개발돼 상용설비 실증이 추진된다.

전력연구원(원장 배성환)과 서부발전, ㈜PTK, 고등기술연구원, 영남대 등은 '석탄가스화 연료전지 복합발전(IGFC)용 고순도 수소생산 시스템'을 공동개발했다고 16일 밝혔다.

IGFC는 석탄 합성가스를 다시 수소로 바꿔 이를 연료전지 연료로 사용함으로써 전기와 열을 생산하는 발전방식이다. 

석탄을 직접 태우는 기존 화력이나 합성가스로 만들어 연소하는 석탄가스화복합발전(IGCC)과 달리 온실가스를 거의 배출하지 않고 최대 60%의 고효율 운전도 가능하다.

앞서 연구팀은 석탄 합성가스에 포함된 일산화탄소와 황화합물, 미세분진 등을 제거해 고순도 수소를 제조하는 공정을 개발하고 시간당 160N㎥의 수소를 생산할 수 있는 설비구축을 완료했다. 

석탄 합성가스에는 주성분인 수소 및 일산화탄소 외에도 소량의 수증기, 이산화탄소, 황화합물, 메탄가스 등이 혼합돼 있어 연료전지에 직접 사용할 경우 성능저하를 유발했다.

하지만 석탄 합성가스 전환 수소는 순도가 높아 인산연료전지(PAFC)나 고분자 전해질 연료전지(PEMFC) 등 다양한 형태의 연료전지에 사용할 수 있다.

향후 전력연구원은 내년 5월까지 태안 서부발전 IGCC플랜트 석탄가스화 설비 및 100kW급 인산연료전지와 연계해 성능실증을 수행, MW급 발전 기반기술을 확보한다는 계획이다.

전력연구원은 "석탄가스화 기술, 가스 정제 및 분리기술, 연료전지 제조기술 등 IGFC와 관련된 다양한 기술 개발과 보급을 통해 전력산업 동반 성장과 해외시장 진출에 기여하겠다"고 말했다.

이상복 기자 lsb@e2news.com