'고온 전기분해 환경 최적화' 국산 고온 수전해 전용 스택 개발

불편하시다면 뒤로 가기를 눌러주세요

에너지기술연구원 "해외 기술보다 수소 생산효율 경쟁 우위"

(대전=연합뉴스) 정찬욱 기자 = 한국에너지기술연구원은 수소융복합소재연구실 김선동 박사 연구진이 고온에서 수증기를 전기 분해해 청정수소를 생산하는 고온 수전해 스택(수전해 핵심 부품)을 개발했다고 30일 밝혔다.

개발된 스택은 수증기 분해에 최적으로 설계돼 해외 기술에 비해 낮은 작동 온도로도 높은 수소 생산효율을 나타냈다.

차세대 수전해 기술로 꼽히는 고온 수전해 기술은 수증기를 전기분해 하는 방식으로, 850도에 이르는 고온의 수증기를 활용하기 때문에 저온보다 상대적으로 적은 양의 전기가 있어야 한다. 높은 효율로 대용량의 수소를 생산하는 데 적합하다.

현재 대부분의 고온 수전해 스택 기술은 유사 기술인 고체산화물 연료전지 설계를 그대로 도입해 제작되고 있으나, 이번에 개발한 고온 수전해 스택은 초기 설계 단계부터 수증기 전기분해에 최적화될 수 있도록 설계됐다.

연구팀은 고온 수전해 연료인 수증기가 고체산화물 연료전지 연료인 수소와 매우 큰 유동 특성 차이를 가진다는 점에 주목했다.

수증기는 수소보다 부피가 크고 점성이 낮아 스택 내부에서 수증기가 잘 흐르지 못하면 셀의 촉매층에 고르게 분포되지 못해 효율이 저하된다.

연구팀은 수증기 유동 특성에 최적화된 분리판을 설계, 유동 균일성을 확보해 뛰어난 성능을 갖게 하는 데 성공했다.

이 고온 수전해 전용 스택은 대용량 수소 생산에 적합한 형태의 전극 지지형 셀을 적용해 전해질 지지형 셀의 해외 기술보다 100∼200도 낮은 650∼750도 온도에서 작동해 소모 전력은 줄이면서도 수소 생산 효율은 우위에 있다고 연구팀은 설명했다.

스택이 750도 온도에서 작동할 경우, 하나의 셀로부터 저위 발열량(순 발열량) 기준 100%에 달하는 전기 효율로 시간당 약 32L의 수소 생산이 가능하다.

일반적으로 스택은 30개의 셀로 구성되는데, 이 경우 시간당 약 1천L의 수소를 생산할 수 있다.

김선동 박사는 "이번 연구 성과는 우리나라 고온 수전해 기술을 강화하는 중요한 출발점이 될 것"이라고 말했다.

jchu2000@yna.co.kr

인기상품 확인하고 계속 읽어보세요!

5

원치 않을 경우 뒤로가기를 눌러주세요.