기존 SOFC에 암모니아 투입해 평균 3.1kW 정격출력 유지
정격운전 시 NOx 및 CO 등 유해가스 배출 제로 수준 기록
[이투뉴스] 에이치앤파워는 암모니아를 연료로 사용하는 SOFC(고체산화물연료전지) 시험운전에 성공했다고 26일 밝혔다.
이번 성과는 기존 LNG 기반 SOFC시스템에 암모니아(NH₃)를 투입, 시스템단위에서 안정적인 전력생산을 입증한 국내 첫 사례란 점에 의미를 갖는다.
에이치앤파워는 대전 소재 외부시험시설에서 진행한 테스트를 통해 기존 시스템의 연료공급라인과 제어로직을 암모니아 물성에 맞춰 최적화했다. 그 결과 암모니아 투입 후 출력저하 없이 평균 3.1kW 수준의 정격출력을 안정적으로 유지하는 데 성공했다.
암모니아는 일반적으로 분해온도가 높고 부식성도 강해 기존 시스템에 직접투입할 경우 촉매손상이나 운전중단을 가져올 수 있다. 에이치앤파워는 ▶안정적인 시스템플랫폼 ▶시스템 내부 열관리 최적화 ▶연료주입제어 기술을 통해 기술난제를 해결, 시스템의 하드웨어적 내구성을 확보했다.
안전성 측면에서도 성과를 거뒀다. 정격운전 시 암모니아가 완전분해돼 질소산화물(NOx)과 일산화탄소(CO) 등 유해가스 배출 역시 제로(0) 수준을 기록했다.
이번 시험운전은 암모니아 및 수소산업계에 시사하는 바가 크다. 현재 수소 운송핵심수단으로 꼽히는 액상암모니아는 다시 수소로 변환하기 위해 고가의 크래킹(분해) 설비를 거쳐야 한다.
에이치앤파워가 개발한 기술은 크래킹 단계 없이 바로 전력을 생산할 수 있어 에너지변환 손실은 줄이면서 전체 발전효율은 크게 높일 수 있다. 공간효율이 중요한 선박용전원 시장에서 경쟁력을 지닐 것으로 전망된다.
에이치앤파워는 이번 성공을 발판삼아 차세대기술 고도화작업에 돌입한다. 독자보유한 액체연료 프로세서 기술을 DAFC시스템과 연계해 상황에 따라 유연하게 연료를 처리할 수 있는 하이브리드형 연료공급솔루션을 개발할 계획이다. 또 기존 가스 기반 플랫폼을 암모니아 특성에 맞춰 재설계해 열적손실을 최소화하고, 시스템발전효율을 극한으로 끌어올리는 작업에 박차를 가할 예정이다.
강인용 에이치앤파워 대표는 “이번 성과는 회사의 SOFC 기술이 암모니아를 포함한 다양한 청정연료를 수용할 수 있는 탄탄한 구조적 토대를 갖췄음을 증명하는 것”이라면서 “고온운전하는 SOFC만이 구현할 수 있는 직접 암모니아 적용기술을 통해 육상 청정수소발전은 물론 해상 선박용시장까지 아우르는 에너지솔루션을 제시하겠다”고 말했다.
최인영 기자 dodam@e2news.com