[친환경· 신기술] 쉽게 안전하게 수소 생산 연구작업 잇단 결실
[친환경· 신기술] 쉽게 안전하게 수소 생산 연구작업 잇단 결실
  • [자투리경제=송지수 SNS에디터]
  • 승인 2021.01.25 22:29
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-UNIST, 이산화탄소 없애는 동시에 수소·전기 생산하는 신기술 개발
-암모니아에서 친환경 수소 생산…화학연, 촉매 공정 개발

쉽게 안전하게 수소를 생산할 수 있는 기술 개발이 잇따르고 있다.

물에 이산화탄소를 불어넣어 전기와 수소를 만드는가 하면  암모니아에서 수소를 생산하는 연구작업이 속속 성과를 내고 있다.

25일 울산과학기술원(UNIST) 연구팀에 따르면 에너지화학공학부 김건태 교수팀이 멤브레인(membrane·분리막)이 필요 없는 '멤브레인 프리(membrane-free) 수계 금속-이산화탄소 배터리'를 개발했다.

이 시스템은 이산화탄소가 녹아 산성화된 물에서 자발적으로 발생하는 화학 반응으로 이산화탄소를 수소와 전기로 바꾼다.  기존 수계 금속-이산화탄소 시스템과 달리 전극 분리막이 없어 제조 공정이 간단하며, 한 종류의 전해질만으로 지속적인 동작이 가능하다고 UNIST) 연구팀은 설명했다.

물에 이산화탄소를 불어넣으면 전체 반응이 시작돼 이산화탄소는 사라지고, 전기와 수소가 만들어지는 방식이다.

수계 금속-이산화탄소 배터리를 작동시키면 이산화탄소가 변환돼 수소와 전기가 만들어짐과 동시에 탄산마그네슘염 고체형태로 형성된다(사진 왼쪽).  멤브레인 프리 수계 금속-이산화탄소 배터리를 활용한 충·방전 에너지 사이클(사진 오른쪽). UNIST 제공
수계 금속-이산화탄소 배터리를 작동시키면 이산화탄소가 변환돼 수소와 전기가 만들어짐과 동시에 탄산마그네슘염 고체형태로 형성된다(사진 왼쪽).  멤브레인 프리 수계 금속-이산화탄소 배터리를 활용한 충·방전 에너지 사이클(사진 오른쪽). UNIST 제공

연구팀은 "수소 발생 효율이 92%로 높고, 발생 속도도 매우 빠르다"라며 "충전 반응에서 생성되는 산소와 염소도 유용하게 쓸 수 있는 장점이 있다"고 밝혔다.

또 한국화학연구원은 암모니아에서 차세대 친환경 에너지원인 수소를 생산하는 촉매 공정을 개발했다.

현재 수소는 고압의 기체 형태로 저장해 운송하는 방법이 쓰이고 있지만, 폭발 위험이 있고 비용이 많이 든다.

채호정 박사 연구팀은 "암모니아(NH₃)를 분해해 수소를 추출하는 촉매 공정은 이동이 안전하고 비교적 액화가 쉽다"라며 "기존 촉매 공정보다 100도 낮은 450도의 온도에서 수소를 40% 더 많이 생산할 수 있다"고 설명했다.

채 박사는 "암모니아 기반 대형 수소 생산 플랜트, 수소 발전, 수소 스테이션, 선박 분야 등에 적용할 수 있을 것"이라고 말했다.

수소 생산용 촉매를 개발한 한국화학연구원 연구팀. 사진=한국화학연구원
수소 생산용 촉매를 개발한 한국화학연구원 연구팀. 사진=한국화학연구원

 



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