500 kg-day급 고순도 수소추출기 외형/사진=에너지기술연
한국에너지기술연구원 수소연구단 윤왕래 박사 연구진이 도시가스 파이프라인에 남아 있는 일산화탄소·이산화탄소·미반응 메탄 등을 이용해 99.999% 이상의 고순도 수소를 저렴하게 생산·공급할 ‘현장생산형(On-Site) 고순도 수소추출기’ 설계·제작·구동기술을 100% 국산화하는데 성공했다고 10일 밝혔다.
정부가 제시한 ‘수소경제활성화 로드맵’에 따른 오는 2022년 수소가격 목표치인 kg당 6000원을 맞추려면 국산화율을 높여 1대당 10억 원대 이하, 수소생산효율은 80% 이상이 되어야 한다는 게 연구진의 설명이다.
특히 연구진은 이 추출기의 효율성을 높이기 위해 핵심부품 중 하나인 ‘열교환 일체형 대류 열전달 개질기’와 ‘발열반응 자동제어 열교환형 수성가스 전이반응기’를 직접 설계·제작했다.
또 기존의 PSA가 아닌 VPSA(진공압력변동 흡착) 공정기술을 적용, 불순물 흡착량을 늘리고 분리 효율을 극대화했다. PSA는 수소가 포함된 혼합가스로부터 수소를 고순도로 정제하기 위해 압력이 높은 상태에서 불순물을 흡착·제거하는 공정기술을 말한다.
이 시각 인기 뉴스
이런 기술들을 이번 현장생산형 고순도 수소추출기에 적용, 수소 정제 효율은 99.999% 이상, 수소생산효율은 81%로 끌어올렸다. 이는 미국 에너지부와 일본 신에너지산업기술개발종합기구(NEDO)에서 초기 수소에너지 보급 사양으로 제시한 수소생산효율(75~80%)을 웃돈 수치다.
윤 박사는 “기존 LNG(액화천연가스) 공급망을 활용할 수 있어 추가 인프라 투자 없이 쉽고 안정적으로 경제적인 수소생산·공급이 가능하다는 점에서 충분한 경쟁력이 있다”고 설명했다. 또 “이 기술은 부생수소와 함께 초기 수소경제 이행의 핵심공급원으로 중요한 역할을 할 것”이라고 덧붙였다. 윤 박사팀은 이 기술을 ㈜원일티엔아이에 총액 50억 원에 기술 이전했다.