그린 수소 생산 기술에 응용… Advanced Energy Materials 게재 페로브스카이트 태양전지의 안정성을 향상시킬 수 있는 기술이 개발됐다. 높은 효율로 장시간 구동 가능해 페로브스카이트 태양전지 상용화와 그린 수소 생산 기술에도 도움이 될 것으로 보인다. UNIST 에너지화학공학과 장성연·류정기·장지욱 교수팀과 고려대학교 곽상규 교수팀은 높은 안정성과 효율을 가진 주석-납 할로겐화합물 페로브스카이트 태양전지를 개발했다고 밝혔다. 공동 연구팀은 주석-납 할로겐화물 페로브스카이트 활성층과 금속 전극 사이에 특수 설계된 음극 중간층을 삽입했다. 태양전지 소자의 안정성과 효율을 동시에 향상하는 획기적인 기술이라는 평가다. 장성연 교수는 “개발된 태양전지를 광전극으로 활용해 고효율의 그린 수소를 생산할 수 있는 광전기 화학 소자의 새로운 구조를 제시했다”고 설명했다. 금속 할로겐화물 페로브스카이트는 빛 에너지를 받아 전자를 방출하는 ‘광전자’ 특성이 우수해 태양 에너지 응용 분야에서 유망한 재료로 꼽힌다. 특히 혼합 주석-납 할로겐화물 페로브스카이트(TLHP)는 가시광선에서 근적외선 영역까지 태양광 흡수가 가능해 고효율 태양전지 개발에 중요한 소재지만,
바닷물을 원료로 그린 수소와 산소를 발생시키는 고효율 수전해 촉매 기술이 개발됐다. 광주과학기술원(GIST)은 화학과 서준혁 교수 연구팀이 포항공대 한정우 교수팀과 함께 '쇼트키 접합(Schottky junction)'을 이용해 전자 이동을 향상하는 기술 개발에 성공했다고 27일 밝혔다. 쇼트키 접합이란 금속(Metal)과 반도체(Semiconductor) 사이에 생기는 접합의 종류로, 이를 통해 반도체에서 금속으로 전자가 이동하게 된다. 연구팀은 기존 수전해 시스템이 염분이 없는 물(담수)을 사용하는 것과 달리 지구상에서 가장 풍부한 바닷물을 활용해 탄소 배출 없는 그린 수소의 생산 가능성을 확인했다. 쇼트키 접합을 통한 효과적 전자 전달 과정이 수전해 반응 효율에 미치는 영향을 실험적으로도 증명했다. 열흘 동안 이뤄진 실제 바닷물 분해 반응에서 0.2V의 과전압만으로 0.1A의 높은 효율에 도달하는 실험 결과를 얻었고 고효율, 고안정성 촉매의 상용화 가능성도 실증했다. 서준혁 교수는 "전극 촉매의 이종접합 계면에 쇼트키 접합을 형성하는 새로운 기술을 도입해 촉매반응 효율을 혁신적으로 향상했다는 데 의의가 있다"며 "그린 수소 생산이나 산소 공급 설비 제작
UNIST·POSTECH 연구팀, 태양광 활용 무독성 저가 실리콘 광촉매 개발 표면 개질로 수소 생산 효율 28배 높여… Advanced Materials 게재 최근 태양광을 기반으로 수소와 고부가가치 화합물이 생산 가능한 광촉매가 개발돼 주목받고 있다. 개발된 촉매는 독성이 없고 및 친환경적이기 때문에 이를 활용한 그린 수소 생산 상용화 기술의 귀추가 주목된다. UNIST 에너지화학공학과 류정기 교수팀과 POSTECH 화학과 박수진 교수팀은 공동 연구를 통해 태양광을 기반으로 수소 및 고부가화합물의 생산이 동시에 가능한 하이브리드 실리콘 광촉매를 개발했다. 이는 실리콘 광촉매의 단점을 보완한 고안정성 광촉매다. 기존의 촉매는 태양광으로 활용하기 어렵거나 독성을 가져 발암의 원인이 되는 등 친환경적이지 않다는 단점을 가지고 있었다. 반면, 실리콘 광촉매는 가시광선을 흡수할 수 있어 태양광의 활용도가 높다. 생산 과정에서도 유해한 화학물질을 배출하지 않아 무독성의 친환경적 광촉매로 주목받고 있다. 수소와 고부가가치 화합물의 연속적 생산에 관한 연구는 적절한 촉매의 부재로 인해 거의 보고되지 않았다. 동시에 생산하더라도 강한 염기 조건에서 독성 촉매를 사용하고,
2025년 세계 수소생산 시장 규모 2,014억달러 전망 미·일·중 등 '수소 공급망' 경쟁…"中 세계시장 점유율 21%" 오는 2030년까지 수소 생산시설인 수전해 설비 규모가 연평균 86%씩 증가하면서 신재생에너지 기반의 '그린 수소'를 중심으로 글로벌 수소 생산량이 대폭 확대될 것이라는 전망이 나왔다. 한국무역협회 국제무역통상연구원은 26일 '수소산업 경쟁력 강화를 위한 정책 연구' 보고서를 통해 이같이 밝혔다. 보고서는 2021년 기준 전 세계 수소 생산량 약 9천400만t 중 81%가 화석연료로 만든 '그레이 수소'이지만, 2030년까지 신재생에너지 기반의 그린 수소 생산량이 크게 확대할 것이라는 예측을 담았다. 이와 관련해 수소 생산시설이 매년 급격히 늘어난다는 것이다. 또 보고서는 국제에너지기구(IEA)와 '마켓앤마켓'(Markets and Markets) 자료를 인용해 세계 수소 생산 시장 규모가 2020년 1,296억달러에서 연평균 9.2% 성장해 2025년에는 약 2,014억달러에 이를 것으로 내다봤다. 수소는 장기간 저장할 수 있고 유해한 부산물 없이 에너지를 발생시키는 장점이 있다. 기후 위기로 인해 탈탄소 시대가 본격화된 현재 각국 정
유럽연합(EU)이 미국의 인플레이션 감축법(IRA)에 대응해 자체 보조금·세제 혜택을 통한 EU 내 친환경 에너지 생산 확대를 추진한다. 블룸버그통신이 30일(현지시간) EU 집행위원회가 친환경 에너지의 대외 의존을 탈피하기 위해 공급 다변화와 독자 생산 능력 확보를 추진하는 '그린딜 산업계획'을 제안할 계획이라고 보도했다. 블룸버그가 입수한 그린딜 산업계획 초안에 따르면 EU는 친환경 에너지 산업에 막대한 보조금과 세제 혜택을 주는 미국 IRA에 대응해 제한된 기간 국가 차원의 보조금 지급 규정 완화를 제안하고 있다. EU가 그간 IRA의 차별 조항에 대한 수정을 미국에 요구해왔지만, 의미 있는 규정 변화가 나오기 힘들 것이란 판단 아래 독자적인 EU 산업 보호 방안을 마련하고 있다는 것이다. 보조금 지급 대상은 모든 재생에너지 기술과 탈탄소화 관련 산업이며, EU는 미국·중국과 비슷한 수준의 지원을 통해 친환경 에너지에 대한 전략적 투자 촉진을 기대하고 있다. 또한 세계 혜택을 통해 핵심 친환경 에너지 분야의 생산설비에 대한 신규 투자를 끌어낸다는 구상도 담겼다. 탄소 중립에 속도를 내기 위해 관련 규제 단순화, 인가 절차 신속화, 국제적 관련 사업 촉진
H2U와 '호주 글래드스턴 수소 허브 공동 개발' MOU 체결 한국동서발전이 호주에서 그린 수소 개발에 나선다. 동서발전은 17일(현지시간) 호주 브리즈번 퀸즐랜드주 정부 청사에서 호주의 그린 수소 개발사인 H2U(The Hydrogen Utility)와 '호주 글래드스턴 수소 허브 사업 공동 개발' 업무협약(MOU)을 체결했다고 18일 밝혔다. 그린 수소는 태양광·풍력 등 재생에너지에서 나온 전기로 물을 분해해 생산하는 친환경 수소다. 생산 과정에서 탄소 배출이 전무한 수소라 탄소 중립 시대에 가장 필요한 미래형 에너지 기술로 평가받는다. 협약에 따라 두 회사는 호주 퀸즐랜드 글래드스턴 인근에 조성될 대규모 그린 수소 생산·수출 산업단지를 공동 개발·투자하고, 호주 현지에서 생산된 그린 수소를 국내로 도입하는데 협력하기로 했다. 동서발전은 수소 허브 사업 개발 지원과 그린 수소 생산 과정에 직접 참여한다. H2U는 2028년까지 글래드스턴 지역에 수소 허브 구축을 목표로 용지 확보, 인·허가, 사업 타당성 조사를 주도적으로 수행하게 된다. 특히 동서발전은 국내 에너지 자원 안보를 위해 생산한 그린 수소의 우선 구매권을 확보하게 된다고 설명했다. 협약식에는
폐목재를 유용한 화합물 만들며 남는 전자 활용한 수전해 기술… Nature Comm. 게재 나무에서 나온 찌꺼기로 유용한 화합물을 만들고, 이 과정에서 얻은 전자(electron)로 ‘태양광 수소’를 생산하는 기술이 개발됐다. 태양광으로 만든 전기에너지만으로 수소 생산 효율을 크게 높일 수 있어 ‘그린 수소’ 상용화의 기대감이 높아졌다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 류정기·장지욱·장성연 교수팀은 목질계 바이오매스 중 ‘리그닌’만 분해해 고부가가치 화합물을 얻고, 이 과정에서 추출된 전자를 태양광 수소 생산에 쓰는 ‘고효율 수전해 기술’을 개발했다. 이 기술에는 페로브스카이트 광전극이 쓰였으며, 외부 에너지 공급 없이 태양광 에너지만으로 수소 생산이 가능하다. 이번 연구 결과의 가장 큰 특징은 그래핀 복합체를 이용해 투명전극의 저항을 기존보다 20배 이상 낮췄다는 점이다. 이로써 휘어지는 디스플레이나 회로, 센서 등으로 활용할 수 있는 전자피부도 구현할 수 있었다. 박장웅 교수는 “기존에도 전자피부나 전자타투 등의 연구가 이뤄졌지만, 회로나 패턴들이 그대로 보이는 문제가 있었다”며 “이번 연구로 구현한 전자피부는 모든 물질을 투명하게 만들었기 때
두산퓨얼셀·삼성물산·에너지연구원과 개발 업무협약 한국남부발전은 3일 서울 동대문 두산타워에서 두산퓨얼셀, 삼성물산, 한국에너지기술연구원과 함께 청정수소 연료전지 개발 및 전환을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다. 이번 협약은 수소법 개정에 따른 청정수소 등급별 인증제 신설, 수소발전량 공급 등 국내 수소경제 활성화 정책에 부응하기 위해 추진됐다. 이들 기관은 앞으로 연료전지 연계 이산화탄소 포집·활용(CCU, Carbon Capture and Utilization) 기술 개발, 기존에 운영 중인 수소 연료전지의 청정수소(블루 수소·그린 수소) 전환, 무탄소·저탄소 연료전지 실증사업 추진 등을 위해 협력한다. 블루 수소(Blue Hydrogen)와 그린 수소(Green Hydrogen)는 새롭게 주목받는 대표적인 청정수소이다. 블루 수소는 천연가스 개질수소 등 전통적인 수소 생산과정 중에 발생하는 탄소를 포집·저장해 탄소배출을 줄인 수소를 말한다. 그린 수소는 태양광이나 풍력 등 재생에너지에서 나온 전기로 물을 전기 분해해 생산한 수소를 의미한다. 남부발전은 두산퓨얼셀·에너지연구원과 함께 연료전지와 연계한 CCU 기술을 공동 개발해 기존 연료전지 단지들을 블루
어플라이드 카탈리시스 B: 인바이런멘탈에 3월 12일자 온라인 게재 국내 연구진이 태양광의 대부분을 차지하는 가시광선에 감응해 탄소 배출 없이 그린 수소를 생산할 수 있는 비금속, 친환경 질화 탄소 광촉매를 개발했다. 질화 탄소(carbon nitride)는 탄소와 질소의 교대배열로 이루어진 3차원 반도체 소재다. 한국연구재단은 인하대학교 박성진, 김정호 교수 연구팀이 그린 수소를 생산할 수 있는 새로운 구조의 고효율 질화 탄소 광촉매를 개발하고, 촉매 성능과 질화 탄소 물질 구조간의 상관관계를 분자 수준에서 규명했다고 밝혔다. 최근 환경오염과 전 세계 에너지 고갈의 문제를 해결할 수 있는 유망한 기술 중 하나로 태양에너지를 이용, 물을 분해하여 그린 수소를 생산하는 수소 생산 반응이 큰 관심을 받고 있다. 하지만, 그린 수소에 대한 높은 관심에도 불구하고 촉매 효율이 제한적이라는 기술적 한계가 있고, 기존에 우수한 성능을 보인 광촉매들은 대부분 금속을 함유하는 물질로써 환경오염을 유발할 수 있기 때문에 비금속 기반의 고성능 광촉매 개발이 중요하다. 이에 연구팀은 가시광선을 흡수하기에 적합한 ‘밴드 구조’를 가지며 무독성, 저비용 등의 장점을 지닌 비금속 기
헬로티 김진희 기자 | 건국대학교는 KU융합과학기술원 한혁수 교수팀(미래에너지공학과)과 한국생산기술연구원 김강민 수석 공동 연구팀이 바닷물을 직접 연료로 사용해 수소를 발생시킬 수 있는 핵심 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 공동 연구팀은 그린 수소 생산에 핵심적인 기술인 수전해(Water electrolysis)를 통해 수소를 생산할 수 있는 양극 촉매 소재를 개발했다. 수전해는 물 전기 분해라고도 불리며, 전기 에너지를 통해 물에 산화·환원 화학 반응을 유도해 수소와 산소 기체로 분해하는 기술이다. 현재 가장 상용화한 수전해 기술은 수산화칼륨(KOH)이나 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 전해질로 사용해 염기성 환경에서 물을 전기 분해하는 ‘알카라인 수전해’ 기술이다. 하지만 이 기술은 양극 반응에서의 높은 과전압 때문에 에너지 전환 효율 향상에 어려움이 있었다. 전압을 낮추기 위해 일반적으로 니켈 기반의 촉매 소재를 전극 표면에 코팅해 사용하지만 이러한 촉매 소재는 열화 현상으로 촉매 입자 탈착을 유발해 높은 과전압을 일으켰다. 연구팀이 개발한 촉매 소재는 모재 전극 표면에서 직접 니켈 기반의 촉매를 성장시켜 유기 바인더 사용 및 별도의 코팅 공정을 필요
헬로티 김진희 기자 | 한화솔루션이 신재생 에너지 사업에서 확보한 '기후변화 대응 기술(Climate Tech)'를 활용해 2050년까지 온실가스 배출량 '제로(0)' 달성에 나선다. 자체 개발 중인 고효율 태양광셀과 수전해 기반의 그린 수소, 수소 혼소(混燒) 기술 등을 동원해 글로벌 기후 변화에 적극 대응하겠다는 것이다. 한화솔루션은 기존 배출량 246만톤(2020년 기준)과 신규사업으로 추가 발생할 112만톤을 포함한 연간 총 358만톤의 온실가스를 2050년까지 전량 감축하겠다고 2일 밝혔다. 한화솔루션의 모든 사업 부문이 동참해 제품생산 활동 뿐만 아니라 경영활동 전반에 걸쳐 온실가스 배출량을 제로로 만들겠다는 계획이다. 한화솔루션은 이를 위해 전체 온실가스 배출량의 70% 이상을 차지하는 전력을 100% 재생 에너지로 전환하는 '한국형 RE100(Renewable Energy 100%)'에 모든 사업 부문이 단계적으로 참여할 방침이다. 큐셀 부문은 이미 지난 2월 국내 재생 에너지 기업 중 처음으로 RE100 참여를 선언했다. 한화솔루션은 현재 1% 미만인 재생 에너지 전력 사용 비중을 2030년 21%, 2040년 37%, 2050년 100%로
헬로티 김진희 기자 | 포스코가 삼성엔지니어링, 롯데케미칼과 친환경 수소 사업을 위해 협력한다. 포스코는 삼성엔지니어링, 롯데케미칼과 28일, ‘국내외 수소 사업 개발을 위한 파트너십 구축’에 관한 양해각서를 체결했다고 밝혔다. 포스코 유병옥 산업가스•수소사업부장은 “철강, 화학, 엔지니어링의 각기 다른 산업군 대표기업이 만나 경쟁이 아닌 협력으로 국가 탄소중립을 선도하는 뜻깊은 시작”이라며 “당사가 보유한 글로벌 수소 사업 역량을 기반으로 롯데케미칼, 삼성엔지니어링과의 협업을 통해 경쟁력 있는 해외 사업을 선별하고 buying Power를 확보할 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다. 이번 양해각서 체결을 통해 세 회사는 △해외 블루/그린 수소 도입을 통한 탄소중립(Net Zero) 실현, △ 국내외 수소 사업의 개발, 투자, 운영 등에 대해서 협력할 예정이다. 각 분야에서의 전문성과 경험자산뿐만 아니라 그간 진행해 오던 수소 관련 성과들을 공유해 시너지 효과를 발휘, 대한민국 수소 경제를 선도하겠다는 계획이다. 포스코는 지난해 수소경제를 견인하는 그린수소 선도기업이라는 비전을 공표하고 2050년까지 그린수소 생산 500만 톤 체제를 구축하겠다는 청사진을
헬로티 조상록 기자 | 현재 수소 산업에서 시장을 이끄는 핵심 분야 중 하나는 수소 연료전지입니다. 이번 [상장마켓]에서는 국내 주요 수소 연료전지 기업을 다뤄볼까 합니다. 다루는 기업은 두산퓨얼셀, 에스퓨얼셀, 미코입니다. * SK에코플랜트, 현대차 등도 수소 연료전지 기업입니다. SK에코플랜트는 아직 비상장 기업이어서 제외시켰습니다. 현대차는 수소 연료전지뿐만 아니라 수소 생산, 저장(충전소), 운송, 수소전기차까지 수소 생태계를 구축하고 있기 때문에 나중에 별도로 다루겠습니다. 한국은 수소 생태계 조성에 어느 국가보다 열심입니다. 정부가 제시한 수소경제 활성화 로드맵에서는 2040년까지 526만 톤의 수소를 3,000원/kg 수준으로 보급한다는 목표를 제시하고 있습니다. 수소 에너지는 장점이 많습니다. 우선 친환경적이기 때문에 전세계적으로 진행되는 탄소중립 실현(그린 수소 방식인 경우)에 적합합니다. 그린 수소는 태양광, 풍력과 같은 신재생에너지를 이용해 수전해 방식으로 생산한 수소를 말하며, 이 경우 온실가스 배출이 '0'이 됩니다. △천연가스에서 수소를 추출하는 방식으로 수소 생산 과정에서 온실가스가 배출되는 그레이 수소 △그레이 수
헬로티 이동재 기자 | 현대글로비스가 글로벌 산업용 가스 기업 에어프로덕츠와 협력체계를 다지고 액화수소 공급망 구축에 속도를 낸다. 현대글로비스는 에어프로덕츠와 ‘액화 및 청정수소 공급망 구축을 위한 양해각서를 체결했다고 19일 밝혔다. 에어프로덕츠는 미국 펜실베니아에 본사를 둔 산업용 가스 회사로 2020년 회계연도 기준 89억달러의 매출을 기록했다. 60년 이상 동안 20개국에서 250개 이상의 수소 충전소 프로젝트에 참여했다. 양사는 협약에 따라 ▲국내 액화수소 공급망 구축 ▲국내 블루/그린 수소 공급망 구축 및 해외 블루/그린 수소의 해상운송 참여 추진 ▲해외권역 대상 신규 프로젝트 공동개발 등 다양한 사업에서 협업을 검토할 계획이다. 먼저 국내 액화수소 공급망 구축 관련해 현대글로비스는 액화수소의 안정적 공급처를 확보하는 등 국내 유통 경쟁력을 높이고 에어프로덕츠는 액화플랜트에 대한 투자 및 운영을 검토할 예정이다. 또한 현대글로비스가 보유한 해운역량을 기반으로 청정수소 및 그린 암모니아 도입에 나서는 한편 암모니아 분해 기술 등 에어프로덕츠 원천기술을 활용해 그린 암모니아 기반 수소 공급망 구축에도 협업할 계획이다. 나아가 현대글로비스의 글로벌 네
헬로티 김진희 기자 | 그린 암모니아가 탄소중립의 또 다른 열쇠로 떠오르는 가운데, 한국에너지기술연구원 수소연구단 정운호 박사 연구진은 국내 최초로 암모니아를 원료로 하는 수소생산용 가압형 암모니아 분해 반응기 핵심기술 개발에 성공했다. 미래를 책임질 차세대 에너지원인 수소는 온실가스를 저감시킬 뿐만 아니라 경제적 효용 측면에서도 다른 친환경 에너지에 비해 강력한 잠재력과 확장성을 가지고 있다. 많은 국가와 기업들이 수소 사회의 주도권을 선점하기 위해 연구에 집중하는 이유이다. 이에 정부도 수소를 탄소중립 10대 기술로 선정하고, 2030년부터 급격히 증가할 것으로 예상되는 국내 수소 수요량에 선제적 대응을 위해 CO-free 해외수소 도입 전략을 마련하고 있다. 해외 청정 수소 도입 시 수소를 저장 및 운송하는 수소 캐리어(carrier)가 필요하며, 이 역할로 암모니아가 가장 많은 주목을 받고 있다. 뿐만 아니라 암모니아는 선박, 발전용 탄소중립 연료로도 쓰임새가 확대돼 수소와 함께 가장 각광받는 에너지원으로 재탄생하고 있다. 수소 캐리어로 고려되는 여러 방법(액화수소, 액상유기화합물 등) 가운데 암모니아는 단위 부피당 수소 저장 밀도가 액화수소보다 1.
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