이영덕 교수 연구팀
청록수소 생산 공정 제시
경제성·친환경성 동시 확보
한국에너지공대(KENTECH·켄텍) 연구 2동 조감도. (이미지=켄텍 제공) [email protected]
[나주=뉴시스]이창우 기자 = 탄소를 배출하지 않는 수소 대량 생산의 길이 열릴 것으로 기대된다.
한국에너지공대(켄텍·KENTECH)는 이영덕 교수 연구팀이 한국기계연구원과 공동으로 이산화탄소를 배출하지 않는 새로운 청록수소 생산 공정을 제시했다고 20일 밝혔다.
이번 연구는 기존 공정의 한계를 극복하고 수소 생산 비용을 70%까지 획기적으로 줄일 수 있는 것으로 확인됐다.
청록수소는 천연가스와 같은 화석연료를 고온에서 열분해해 생산하는 수소다. 생산 과정에서 이산화탄소가 발생하지 않고 부산물인 고체탄소를 다양한 산업 분야에 판매할 수 있는 새로운 청정수소 생산기술로 주목받고 있다.
하지만 기존 공정은 에너지를 과다하게 공급해야 하고, 공정 단독 운영 시 경제성이 낮다는 한계를 안고 있었다.
이영덕 교수 연구팀은 이러한 문제 해결을 위해 '메탄 열분해(Methane Pyrolysis)', '이산화탄소 개질(Bi-Reforming)', '순산소 연소(Oxyfuel Combustion)'를 연계한 경제적인 청록수소 생산 시스템 개념을 제시했다.
이 시스템은 메탄 열분해를 이산화탄소 개질 공정과 연계하고, 열공급수단으로 순산소 연소를 이용하는 새로운 통합 공정이다.
해당 시스템을 적용한 에너지·엑서지를 분석한 결과 효율은 82.88%에 달했다.
균등화 수소 생산비용(LCOH) 분석과 민감도 분석을 통해서는 기존 시스템 대비 20~70%의 수소 생산 비용 절감 가능성을 확인했다.
특히 천연가스를 이용하지만 이산화탄소를 배출하지 않고 대용량 플랜트 건설이 가능하다는 점에서 확장 잠재력이 높은 것으로 평가받고 있다.
이영덕 켄텍 교수는 "탄소중립 에너지 시대 준비를 위해 청정수소 생산기술의 확보가 날로 중요해지고 있다"며 "청록수소 생산기술은 경제성과 국내수급 측면에서 가장 효율적인 청정수소 생산기술로 자리매김할 것으로 기대된다는 점에서 조기 상용화할 수 있도록 후속 연구에 매진하겠다"고 말했다.
이번 연구는 '한국전력공사 사외공모 기초연구 프로그램'과 '국토교통부 대용량 청록수소 공급시스템 기술개발 사업' 연구비 지원으로 수행됐다.
연구 결과는 수소 에너지 분야 세계적인 국제학술지 '에너지 컨버전 앤 매니지먼트(Energy Conversion and Management)' 11월호에 게재될 예정이다.
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