수소차 시장의 성장기반이 될 경제적 고효율의 수소생산 원천기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국에너지기술연구원은 수소연구단 윤왕래 박사 연구진이 도시가스 파이프라인 연결로 도심지 또는 수요처 인근에서 99.999% 이상의 고순도 수소를 저렴하게 생산·공급할 수 있는 '현장생산형(On-Site) 고순도 수소생산유닛' 원천설계 및 엔지니어링 기술을 완전 국산화하는데 성공했다고 10일 밝혔다.

현장생산형 고순도 수소생산기술은 수소경제 이행을 위한 초기 핵심인프라 시설로 천연가스와 수증기가 반응해 각각의 반응물에 내재된 수소를 뽑아내는 리포밍 모듈과 일산화탄소, 이산화탄소, 미반응 메탄 등 불순물을 흡착분리해 99.999% 이상의 고순도 수소를 생산하는 정제 모듈(VPSA) 조합으로 구성된다.

윤 박사팀은 열교환 일체형 대류 열전달 개질기를 설계하고 발열반응 자동제어 열교환형 수성가스 전이반응기를 모듈화해 개질반응기(SMR)를 고효율화했다.

또 고순도 수소 정제를 위해 VPSA(진공압력변동 흡착)를 자체 개발하고 탈착압력을 낮춰다. 이어 5가지 흡착제의 최적 레이어링 및 배열을 통해 유효 흡착량 증대와 분리효율을 극대화시켰다.

이를 통해 수소 정제 효율 99.999% 이상, CO 농도는 0.2ppm 이하로 유지가 가능해 졌다.

이번 현장생산형 고순도 수소생산유닛 기술은 미국 에너지부와 일본 NEDO에서 초기 수소에너지 보급 사양 중 제시한 수소생산효율 75~80%를 상회하는 81%의 고효율을 기록했고 기존 LNG 공급망을 활용해 추가 인프라 투자없이 쉽고 안정적으로 경제적인 수소생산·공급이 가능하다는 장점이 있다.

이번 연구개발 기술은  지난달 18일 ㈜원일티엔아이에 기술이전돼 본격적으로 상용화 작업에 들어서게 된다.

윤왕래 에너지기술연구원 박사는 "도시가스 파이프라인을 연결만 하면 개질반응과 압력변동흡착 방식의 분리 정제방식을 거쳐 고순도의 수소를 생산해 내는 미니어쳐 형태의 현장생산 수소생산 플랜트 기술이 완성됐다"며 "이 기술은 부생수소와 더불어 초기 수소경제 이행의 핵심공급원으로 매우 중요한 역할을 하게 될 것"이라며 말했다.

충청비즈  cbiz0419@naver.com

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