수소경제 최대 장벽은 '저장·운반'…화학硏 기술 패러다임 바꿨다

[그린비즈니스위크 2023] '액상유기수소저장체' 기술개발 선도…기업에 수전해 기술이전해 기술료 얻기도

박지훈 힌국화학연구원 CO2에너지연구센터장이 23일 '그린비즈니스위크 2023'에서 수소기술을 소개하고 있다. / 사진=김휘선 기자

한국화학연구원이 수소를 안전하게 저장·운송하는 기술로 '수소경제'를 앞당기고 있다. 수소는 연료로 활용할 때 배출하는 물질이 순수한 물만 있어 대표적인 친환경 에너지원이다. 수소는 물질 중 가장 가벼운 물질로 이를 활용하려면 고압 상태로 압축·저장해야 하는 한계가 있었지만, 화학연이 이런 한계 극복에 앞장서고 있다.

박지훈 화학연 CO2에너지연구센터장은 23일 서울 강남구 코엑스에서 국회 수소경제포럼이 주최하고 머니투데이·코엑스가 공동 주관한 '그린비즈니스위크(GBW) 2023'에서 액상유기수소저장체(LOHC) 기술을 이같이 소개했다.

LOHC는 경유와 유사한 물질에 수소를 넣어 새로운 물질로 잠시 변화시켰다가 필요 시 그 물질에서 다시 수소를 추출해서 쓰는 기술이다. 수소가 완전히 다른 물질로 전환되기 때문에 수소 누출로 인한 화재 위험성 등이 사실상 없어진다. 이 기술을 활용하면 우리가 만든 수소를 세계 각국에 수출하거나 반대로 해외에서 만든 수소를 가져올 수도 있다.

박 센터장은 "수소는 친환경 에너지로서 무한한 가능성을 가지고 있으면서도 인화성 물질이기 때문에 다루기 어려운 한계가 있었다"면서도 "화학연은 2015년부터 LOHC 연구를 통해 수소 운반체 물질의 설계·합성·공정·응용 등 전 기술을 개발하고 있다"고 설명했다.

수소는 우주의 75% 이상을 차지하는 가장 풍부한 원소다. 하지만 낮은 부피 대비 에너지 밀도를 가지기 때문에 경제적으로 수소를 대용량 저장·운반할 수 있는 기술이 필요했다. 또 기존 수소 저장·운반 기술의 폭발 위험성과 인체 위험성이 있다는 한계도 있었다. 이런 상황에서 화학연이 LOHC 기술과 LOHC의 수소 저장과 추출 효율 향상을 위한 촉매 소재 등을 개발하고 있는 것이다.

장정규 한국화학연구원 선임연구원이 23일 서울 강남구 코엑스에서 국회 수소경제포럼이 주최하고 머니투데이·코엑스가 공동 주관한 '그린비즈니스위크(GBW) 2023'에서 수전해 관련 기술을 소개하고 있다. / 사진=김인한 기자

장정규 화학연 선임연구원은 이날 GBW 2023에서 수전해 장치(스택)와 양이온 교환막, 음이온 교환막 기술도 소개했다. 수전해는 물을 전기분해해 분리막으로 이온을 이동시킴으로써 수소와 산소를 생성하는 전기화학적 기술이다. 깨끗한 수소를 만들기 위해선 수전해 장치, 양·음이온 교환막이 필요한데 이를 화학연이 개발을 주도하고 있다.

실제로 화학연은 올해 하반기 기업체에 양이온 교환막을 기술이전하며 기술료 1억5000만원을 얻었다. 또 음이온 교환막을 최근 한화솔루션에 이전해 기술료 2억원 수익을 거뒀다. 이는 연구들이 단순 R&D(연구·개발)로 그치지 않고 실제 산업화에 기여하고 있다는 의미다.

장정규 한국화학연구원 선임연구원이 23일 서울 강남구 코엑스에서 국회 수소경제포럼이 주최하고 머니투데이·코엑스가 공동 주관한 '그린비즈니스위크(GBW) 2023'에서 산업체 관계자들과 질의응답하고 있다. / 사진=김인한 기자