전력연구원, 고순도 수소·CO₂ 분리생산 금속소재 개발
전력연구원, 고순도 수소·CO₂ 분리생산 금속소재 개발
  • 이상복 기자
  • 승인 2022.08.02 21:54
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중부발전과 2년여 연구끝 EU 대비 1.4배 성능 확보
▲전력연구원이 중부발전과 정제설비와 CO₂포집설비가 불필요한 금속소재를 개발해  20kW급 블루수소 시스템에 적용했다.
▲전력연구원이 중부발전과 정제설비와 CO₂포집설비가 불필요한 금속소재를 개발해 20kW급 블루수소 시스템에 적용했다.

[이투뉴스] 한전 전력연구원(원장 이중호)과 중부발전이 다량의 에너지와 비용이 드는 수소 정제설비와 CO₂ 포집설비 없이 고순도 수소와 CO₂를 분리 생산할 수 있는 금속소재를 개발하는데 성공했다. 이 기술로 20kW급 차세대 블루수소 생산을 검증한 뒤 MW급으로 상용화를 추진할 예정이다. 

전력연구원은 2020년부터 올해 6월까지 중부발전과 '산화·환원 소재를 이용한 연료전지 발전용 블루수소 생산기술 개발' 연구과제를 수행해 이같은 성과를 얻었다고 2일 밝혔다. 

블루수소는 석탄이나 천연가스 등의 화석연료를 이용해 수소를 생산하므로 생산과정에서 온실가스가 발생한다. 이를 포집해 산업이나 농업 등에 활용하거나 땅속에 저장하면 청정수소로 인정받는다. 일반적인 블루수소 생산기술은 화석연료를 이용해 생산한 그레이수소 생산공정에 CO₂ 포집기술을 적용한다. 전 세계적으로 약 8개의 블루수소 생산 플랜트가 운영되고 있다.

하지만 블루수소의 생산비용은 그레이수소 대비 1.5배 높고 포집된 CO₂처리 문제로 확대되지 못하고 있다. 반면 전력연구원과 중부발전이 개발한 금속소재는 수소 정제설비와 CO₂ 포집설비가 불필요하다. 증기와의 산화반응을 통해 고순도 수소를 생산하고, 화석연료와의 환원반응을 통해 CO₂를 생산하는 원리를 이용해 반복적인 산화환원반응(Reduction-Oxidation)으로 블루수소를 생산한다.

연구원은 구미전자정보기술원을 통해 이번에 개발한 금속소재의 블루수소 생산성능에 대한 평가를 수행했다. 그 결과 유럽연합 프로젝트에서 개발한 소재와 견줘 약 1.4배의 생산성능을 보이는 것을 확인했다. 생산성능이란 산화환원소재의 단위질량당 생산할 수 있는 수소의 양을 말한다. 또 장기내구성 성능시험에서 6개월 이상 연속사용에 성공해 높은 장기내구성을 나타냈다.

전력연구원은 이 금속소재를 20kW급 블루수소 생산시스템에 적용해 생산성능시험을 벌이고 있다. 향후 발전사와의 협력을 통해 산화환원소재를 이용한 1MW 블루수소 생산시스템 개발을 추진하기로 했다. 연구원 관계자는 “기존의 수소생산공정을 획기적으로 축소해 블루수소의 생산비용을 큰 폭으로 줄일 수 있다”면서 “전력에너지산업의 탄소중립 달성에 크게 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.

이상복 기자 lsb@e2news.com 


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