수소·질소 분해 촉매 및 분리막 소재와 분리 추출기 구현
암모니아 저장·운송 인프라 활용 하면 수소경제 진입 훨씬 수월

암모니아 고순도 수소추출기를 개발한 KIST 연구진 조영석 박사(사진 왼쪽), 박용하 박사(사진 가운데), 윤창원 수소·연료전지연구단장
암모니아 고순도 수소추출기를 개발한 KIST 연구진 조영석 박사(사진 왼쪽), 박용하 박사(사진 가운데), 윤창원 수소·연료전지연구단장ⓒKIST

[시사포커스 / 강민 기자] 국내연구진이 암모니아에서 고순도 수소 추출과 전력 발생시키는 기술을 개발했다. 현재 인프라가 갖춰진 암모니아 저장·운송 시스템을 활용할 수 있어서 수소 인프라를 갖추는 데 있어 비용과 시간이 절약 될 수 있다.

5일 한국과학기술연구원 수소·연료전지연구단 조영석·윤창원 박사팀은 암모니아를 수소와 질소로 분해하는 촉매와 저렴하게 생산할 수 있는 분리막 소재를 개발하고 이를 활용해 분리막으로 고순도의 수소를 분리해내는 추출기를 구현했다고 밝혔다.

암모니아 기반 분리막 반응 수소추출 장치ⓒKIST
암모니아 기반 분리막 반응 수소추출 장치ⓒKIST

조영석 KIST 수소·연료전지연구단 선임연구원은 본지와의 통화에서 "개발된 기술은 높은 순도의 수소를 연속적으로 생산할 수 있으며, 별도의 수소 정제장치 없이 연료전지와 직접 연계하여 소형 전력발생장치에도 적용이 가능하다"며 "현재 암모니아 운반선을 이용한 대륙 간 운반으로 암모니아에서 수소를 추출하여 활용하는 저장, 운송 관련 인프라는 전 세계적으로 상용화되어 사용되고 있는데 이번 연구진의 기술이 이러한 인프라에 활용된다면 수소경제 사회로 들어가는데 한걸음 더 나아갈 수 있을 것으로 예상된다"고 밝혔다.

연구진은 이번 기술개발에서 암모니아 분해 반응과 동시에 수소를 분리해 분해 반응 온도를 550℃에서 450℃까지 현저히 낮추고 에너지 소비를 줄였으며 동시에 수소 생산 속도를 기존 기술 대비 2배 이상 높였다. 또 자체 개발한 저가금속 기반의 분리막을 활용하여 PSA (Pressure Swing Adsorption) 공정 등 값비싼 분리공정 없이도 99.99% 이상의 순도를 갖는 수소를 생산했다.

이 연구결과는 분리막 분야 권위지인 ‘Journal of Membrane Science’ (JCR 분야 상위 2.809%) 지난달 일자로 온라인 게재됐다.

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