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산업바이오&ICT
암모니아서 자동차용 고순도수소 대량생산한다

KIST 연구팀 “정제장치 없이 연료전지에 공급하는 수소 추출기술"

KIST의 조영석(왼쪽부터) 박사, 박용하 박사, 윤창원 박사가 연구실에서 포즈를 취하고 있다.




국내 연구팀이 암모니아에서 자동차용 수소연료전지에 직접 사용할 수 있을 정도의 고순도 수소를 대용량으로 추출하는 기술을 개발했다. 앞으로는 드론택시, 무인비행기, 선박 등에도 적용할 수 있는 후속연구를 진행하기로 했다.

한국과학기술연구원(KIST) 수소·연료전지연구단 조영석·윤창원 박사팀은 6일 수소 분리에 많이 사용되는 공정(PSA)을 거치지 않아도 순도가 99.99% 이상으로 별도 정제장치 없이 바로 연료전지에 공급, 전력생산에 이용할 수 수소 추출 기술을 개발했다고 밝혔다. 이 기술은 촉매의 효율을 높이고 암모니아 분해 반응과 동시에 수소를 분리, 분해 반응 온도를 기존 550℃에서 450℃까지 낮추고 수소 생산속도는 기존 기술보다 2배 이상 높였다.

연구팀은 암모니아를 수소와 질소로 분해하는 촉매의 효율을 높이고 저렴하게 생산할 수 있는 수소분리막 소재를 개발, 암모니아로부터 수소를 생산하는 반응과 동시에 자체 개발한 저가금속 기반의 분리막으로 고순도 수소를 분리해내는 추출기를 만들었다.



암모니아 기반 분리막 반응 수소추출 장치.


암모니아는 수소보다 훨씬 높은 온도에서 액화시킬 수 있고 액상 암모니아는 액체수소보다 같은 부피로 1.5배가량의 많은 양의 수소를 저장(수소저장밀도 108kg-H₂/㎥)할 수 있다. 하지만 암모니아에서 고순도의 수소를 생산, 이를 연료전지와 연계해 전기를 생산하는 연구는 상대적으로 개발이 미흡한 상태다.

조영석 박사는 “이산화탄소 배출이 없는 컴팩트한 수소 파워팩을 개발, 드론택시, 무인비행기, 선박 등 이동수단에 적용하는 후속연구를 계획하고 있다”고 말했다. 이번 연구 성과는 분리막 분야 국제학술지인 ‘저널 오브 멤브레인 사이언스’에 실렸다. /고광본 선임기자 kbgo@sedaily.com
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