바닷물로 수소 생산·저장하는 기술 개발
바닷물로 수소 생산·저장하는 기술 개발
  • 진경남 기자
  • 승인 2021.11.25 17:31
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울산과학기술원, 해수전지시스템 상용화 가능성 입증
▲UNIST 연구진이 개발한 해수전지 수소 저장 시스템 모식도.
▲UNIST 연구진이 개발한 해수전지 수소 저장 시스템 모식도.

[이투뉴스] 바닷물로 수소를 저장하는 기술이 개발됐다. 수소를 고압 압축하거나 저온 액화시키는 기존 저장기술과 달리 상온·상압에서 수소를 저장하고 추출할 수 있다. 울산과학기술원(총장 이용훈, UNIST) 에너지화학공학과 연구진은 24일 해수전지 기반 수소저장시스템을 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 해수 염분 성분인 나트륨(소듐)과 물을 반응시켜 수소를 뽑아내는 기술이다.

기존 수소저장기술은 한 번 반응한 금속 재사용이 어려웠다. 이번에 개발한 시스템은 해수전지가 지속적으로 나트륨을 환원시켜 사용 가능하다. 수소를 생산·저장 할 수 있는 일석이조 에너지저장시스템이다. 

현재 수소저장은 350~700기압의 고압에서 압축하거나 영하 253도 초저온 액화를 이용하기 때문에 에너지 비용이 높고 안전 문제도 있다. 차세대 기술인 알칼리금속 수소저장 기술은 미국 에너지부(DoE)가 제시한 수소저장체 기준을 만족하지만 화학 반응 중에 알칼리 금속이 지속적으로 소모된다는 단점이 있었다. 

UNIST가 개발한 시스템은 해수전지 충전 중에 알칼리금속이 재생되고 전기를 뽑아 쓰는 방전 중에 나트륨이 물과 반응해 수소가 추출되는 원리를 이용했다. 이를 통해 나트륨을 계속 재사용 할 수 있다. 상용화 가능성도 입증했다. 실제 시스템 작동 환경처럼 산소에 노출된 환경에서 실험한 결과 99.1%의 패러데이 효율을 보였으며, 해수전지 크기를 실험실 수준 40배 이상(70㎠)으로 키운 시스템에서도 94.7%의 효율을 기록했다. 

장지욱 UNIST 에너지화학과 교수는 “무한한 자원인 바닷물을 이용하는 해수전지시스템을 활용해 에너지저장·수송과 수소저장·생산이 동시에 가능한 신개념 수소저장기술을 선보였다”며 “스마트 수소스테이션 같은 수소 생산·저장·운송이 필요한 다양한 분야에 활용할 수 있다”고 설명했다. 이번 성과는 UNIST 에너지화학공학과 4개 그룹 연구진들의 집단 연구 결과물이다. 장지욱 교수(수소 생산·저장 전문), 강석주 교수(가스 분석전문), 서동화 교수(이론 ·해석 전문), 김영식·황수민 교수(전지 전문가) 공동 주도했다.

진경남 기자 jin07@e2news.com 


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