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