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암모니아로 탄소 배출 `0%`, 청정수소 생산…수소전기차 활용 `기대`

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에너지기술연, 암모니아 기반 수소생산 성공
화석연료 대신 암모니아 활용..탄소 배출 차단
암모니아로 탄소 배출 `0%`, 청정수소 생산…수소전기차 활용 `기대`
한국에너지기술연구원은 암모니아에서 이산화탄소 배출 없이 고순도 청정 수소를 생산하는 기술을 개발했다.

사진은 기존 암모니아 기반 수소 생산 방식과 에기연이 개발한 암모니아 수소 생산 방식 비교도

에기연 제공

무탄소 연료인 암모니아에서 이산화탄소를 배출하지 않고 청정 수소를 생산하는 기술이 개발됐다. 앞으로 수소전기차뿐 아니라 연료전지에 적용하면 친환경 선박이나 드론 등 모빌리티용 무탄소 전원으로 활용할 수 있을 전망이다.

한국에너지기술연구원은 정운호 박사 연구팀이 암모니아에서 이산화탄소 배출 없이 수소전기차에 쓸 수 있는 고순도 수소를 생산하는 데 성공했다고 3일 밝혔다.

수소와 질소의 화합물인 암모니아는 액화수소에 비해 수소 저장 밀도가 1.7배 높고, 오랜 기간 비료 등 다양한 분야에 활용된 만큼 인프라, 취급, 안전 기준 등을 갖춰 수소 저장과 운송 문제를 해결할 가장 현실적 대안으로 평가받고 있다. 특히 수소를 분리할 때 탄소가 배출되지 않아 무탄소 연료로 주목받고 있다.

하지만, 분해하는 과정에서 600도 이상의 열에너지을 공급해야 하고, 이 때 화석연료를 사용하면 이산화탄소가 배출된다. 청정 수소 생산을 위해선 암모니아 분해 과정에서도 탄소 배출이 없는 에너지원을 사용해야 한다.

연구팀은 암모니아 분해 반응 후 남은 미량의 수소와 암모니아를 열원으로 재사용해 기존 공정과 달리 화석연료 없이 고순도 수소를 생산하는 데 성공했다. 화석연료 대신 암모니아를 공급해 열량을 충당하고, 이산화탄소 배출을 원천적으로 차단한 시스템을 개발한 것이다.

이 시스템을 활용하면 수소전기차용 연료전지에 공급 가능한 99.97% 이상의 고순도 수소를 시간당 0.5킬로그램 생산할 수 있다. 또 생산된 수소의 불순물 농도는 질소가 300ppm 미만, 암모니아는 0.1ppm 미만으로 수소전기차용 국제표준 기준을 충족한다.

연구팀은 두산 퓨얼셀파워BU와 함께 1㎾급 건물용 연료전지 시스템 실증에도 성공해 청정 수소 연료전지 발전 가능성을 제시했다.

정운호 에너지기술연 박사는 "그동안 2% 부족했던 암모니아 기반 무탄소 수소 생산기술을 완성했다는 데 의미가 있다"며 "암모니아와 연료전지를 결합해 친환경 선박의 무탄소 전원으로 활용할 수 있고, 향후 용량을 늘리면 청정 수소 발전 시장에도 참여할 수 있을 것"이라고 말했다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr
암모니아로 탄소 배출 `0%`, 청정수소 생산…수소전기차 활용 `기대`
에기연은 무탄소 암모니아 기반 청정 수소 생산에 성공했다.




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