에기硏, 1시간에 0.5kg 생산···불순물 농도 낮춰 국제표준 충족
두산퓨얼셀파워BU와 공동으로 건물용 연료전지시스템에 실증
[이투뉴스] 한국에너지기술연구원은 정운호 수소연구단 박사 연구진이 화석연료를 사용하지 않는 암모니아 분해 기반 청정수소 생산 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 이를 활용해 이산화탄소(CO₂) 배출 국제표준을 충족하는 고순도 수소 생산이 가능해졌다.
암모니아는 액화수소에 비해 수소 저장 밀도가 1.7배 높다는 장점이 있다. 아울러 장기간 비료 등 다양한 분야에 활용돼 인프라, 취급, 안전 기준도 갖춰져 있어 수소 저장과 운송 문제를 해결할 수 있는 현실적인 대안으로 평가받고 있다.
암모니아는 수소와 질소만으로 이뤄져 있어 분리해도 탄소를 배출하지 않는다. 그러나 분해 과정에서 600도 이상의 열에너지 공급이 필요, 이때 화석연료를 사용해야 한다. 기존에는 부족한 열량을 천연가스나 LPG 등 화석연료로 보충해 연소 시 이산화탄소가 배출되는 문제가 있었다. 연구진은 이 문제를 해결하기 위해 화석연료 대신 암모니아를 공급해 열량을 충당하는 시스템을 개발했다.
개발한 시스템은 1시간에 0.5kg의 수소를 생산할 수 있다. 생산된 수소의 불순물 농도는 질소 300ppm 미만, 암모니아 0.1ppm 미만으로 수소차용 국제표준인 ISO 14687 기준을 충족한다.
연구진은 생산한 수소를 두산퓨얼셀파워BU와 함께 1kW급 건물용 연료전지시스템에 실증했다. 이번 실증은 그동안 천연가스를 사용했던 연료전지에 순수소를 적용해도 안정적인 전력 생산이 가능하다는 것을 검증했다는 의의가 있다.
정운호 에너지연 박사는 “이번에 암모니아 기반 무탄소 수소 생산 기술을 완성했다는 점에서 의의가 있다”면서 “청정수소를 다양한 분야에 적용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 이어 “암모니아와 연료전지를 결합해 친환경 선박의 무탄소 전원으로 활용할 수 있다”면서 “향후 청정수소 발전시장에도 참여할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.
유정근 기자 geun@e2news.com