▲ 충북에너지산학융합원 전경.

기후위기 극복 및 탄소중립 실현을 목표로 우리나라 뿐 아니라 세계 각국에서는 수소에너지 활용이 본격화되고 있다.

수소에너지의 활용이 본격화되면서 수소의 품질 관리와 분석의 중요성이 다시 한번 강조되고 있으며, 수소에너지는 수소연료전지자동차(FCEV), 수소버스, 수소트램, 수소지게차, 수소드론 등 다양한 모빌리티와 발전용 연료전지, 산업공정 등에서 핵심 에너지원으로 활용되고 있다.

하지만 수소품질이 기준에 미치지 못할 경우 안전사고, 설비손상, 성능저하 등 심각한 문제를 야기할 수 있다.

◇ 수소품질 저하가 초래하는 주요 문제점

수소는 고순도가 요구되는 에너지원으로, 미량의 불순물만으로도 시스템 전반에 치명적인 영향을 미칠 수 있다.

특히 일산화탄소(CO), 황화합물(H₂S), 암모니아(NH₃), 수분(H₂O) 등 불순물이 혼입될 경우 다음과 같은 문제가 발생한다.

첫째, 연료전지 성능 저하 및 수명 단축이다.

연료전지 촉매는 불순물에 매우 민감해 촉매 피독(catalyst poisoning)이 발생할 수 있으며, 이는 출력 감소와 연료전지 스택의 조기 교체로 이어진다.

둘째, 설비 및 저장·공급 인프라 손상이다.

수분이나 황 성분은 배관 부식과 밸브 오작동을 유발해 유지보수 비용을 증가시키고, 장기적으로는 인프라의 신뢰성을 저하시킨다.

셋째, 안전사고 위험 증가이다.

수소는 인화성이 매우 높은 가스로, 품질 관리가 미흡할 경우 누출·폭발 위험이 커지며, 이는 사용자와 주변 환경에 직접적인 위협이 된다.

수소품질 문제는 개별 설비의 문제를 넘어 수소경제 전반의 신뢰성을 흔들 수 있다.

수소전기차의 고장, 발전 설비 출력 저하, 잦은 유지보수 사례가 반복될 경우 수소에너지에 대한 시장과 국민의 신뢰가 약화되고, 이는 수소산업 확산 속도를 저해하는 요인으로 작용한다.

특히 수소 모빌리티 분야에서는 품질 불량 수소가 차량 성능저하와 안전문제로 직결될 수 있어, 품질관리 실패는 산업 전반적인 위험으로 이어질 가능성이 있다.

◇ 수소품질분석, 수소경제의 기반 기술

이러한 문제를 예방하기 위해 정밀하고 체계적인 수소품질분석은 선택이 아닌 필수 요소로 자리 잡고 있다.

수소품질분석은 수소 생산, 저장, 운송, 충전 전(全) 과정에서 불순물 농도를 정량적으로 관리하고, 국제 기준에 부합하는 품질을 유지하기 위한 핵심 기술이다.

국제적으로는 ISO 14687 기준을 통해 수소 연료의 품질 요구사항을 명확히 규정하고 있으며, 이를 충족하기 위해서는 고감도 분석 장비와 표준화된 분석 절차가 요구된다.

정확한 수소품질분석은 ▲안전사고 예방 ▲설비 수명 연장 ▲운영 비용 절감 ▲소비자 신뢰 확보라는 선순환 구조를 만든다.

◇ 충북에너지산학융합원에 수소품질분석 장비 도입

충청북도와 음성군의 지원을 받아 충북에너지산학융합원에서는 '시군 산업거점 고도화 패키지 지원사업'을 통해 수소품질분석을 위한 3가지 고가장비(GC-PED, 수분분석기, FT-IR)를 구축 중(5월중 구축완료)에 있고, 시험가동을 통해 2026년 5월중 본격가동 할 예정이다. 

접수 및 절차 등 자세한 사항은 충북에너지산학융합원 탄소중립부(043-877-7804)로 문의하면 된다. 

충북에너지산학융합원 탁송수 원장은 "이번 장비 구축을 통해 한국가스안전공사의 의무화된 법정검사 전에 사전 연구개발 지원 및 교육 등으로 충북 내 수소산업 전후방 기업들에게 많은 활용이 될 것으로 기대되며, 향후 추가적인 장비구축을 통해, 더 많은 성분을 검출할 수 있도록 노력하겠다"고 밝혔다.

충청비즈  cbiz0419@naver.com

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