국내 연구진이 물을 분해해 수소를 생산할 수 있는 공정을 독자적으로 개발해 큰 이슈가 되고 있다.
한국에너지기술연구원은 최근 물 분해 수소생산 공정 기술로 주목받고 있는 ‘원자력 수소생산 공정’가운데 기술적 난제로 꼽히던 요오드화수소로부터 수소를 생산하는 공정을 독자 개발, 시간당 3리터 규모의 수소생산 공정을 실증하는데 성공했다.
이 공정은 물속의 수소와 산소를 분해하기 위해 열원으로 원자력을 이용하고 화학반응 매개체로 황과 요오드를 이용한 것으로 그동안 경제적이고 가격 변동 폭이 적어 원자력 수소 생산공정에서 가장 효율적인 방법으로 대두돼 왔다.
일본은 이미 지난 1999년 세계 최초로 시간당 1리터 규모의 수소생산을 실험실 규모로 실증했으며 미국 역시 2009년을 목표로 원자력 수소 생산 실증하기 위해 연구개발에 박차를 가하는 등 세계 각국에서는 이 방법을 실용화하기 위한 기술개발에 역량을 집중하고 있다.
우리나라 또한 2003년 후반부터 한국에너지기술연구원과 한국과학기술연구원 협동으로 연구개발에 착수, 2년 전에 ‘한국형 고효율 공정’을 개발했고 마침내 수소생산 실증에 성공하는 쾌거를 이룬 것이다.
특히 한국은 원자력을 이용한 수소생산 공정 중 ‘요오드화수소로부터 수소를 추출하는 기술’을 실증한 것은 일본에 이어 세계에서 두 번째이지만 고효율 방식으로 수소생산에 성공한 것은 한국이 처음이다.
이번 실증 적용된 한국형 공정은 상온에서 운전이 가능토록 설계돼 공정이 단순하고 실증을 위한 운전조건도 획기적으로 개선된 것이 특징이다. 또 전기투석장치를 도입해 농축공정의 고효율화를 실현했고 독자 개발된 촉매를 사용해 요오드화수소 분해 효율을 향상시켜 미국과 일본보다 높은 효율의 수소생산을 가능케 했다.
이번 공정개발과 관련해 연구원측은 오는 2020년께 공장 규모의 실증 시설을 건립하고 2025년께는 상용화에 들어갈 수 있을 것으로 예상하고 있다.
한편 현재 우리나라는 최종에너지 소비에서 수소가 차지하는 비중이 2012년 0.1%, 2020년 3%, 2030년 7%, 2040년 15%를 목표로 삼고 있다. 해외선진국은 2030년 전후로 10%에 도달할 것으로 예상된다.
따라서 이번에 확보된 원천기술의 실증은 향후 수소 분리에 필요한 열공급을 담당하는 차세대 원자로와 결합시킬 경우 한국은 세계 수소제조분야의 기술 선점 뿐 아니라 에너지분야의 경제적 부가가치를 높일 수 있을 것으로 기대된다.
