정부가 수소 산업 육성을 위해 수소 연구개발(R&D) 신규 지원을 지난해 28억 원에서 올해 478억 원으로 확대한다. 산업통상자원부는 15일 공모 및 평가절차를 통해 상반기 수소 연구개발(R&D) 지원과제 10개(243억 원)를 확정했다고 밝혔다. 수소 생산 분야에서는 차세대 수전해 기술인 음이온 교환막(AEM) 수전해 시스템 개발에 착수한다. 현재 상용화된 알칼라인 및 고분자전해질막(PEM) 수전해 기술은 효율이 낮거나 경제성이 없다는 단점이 있다. 반면 AEM 방식은 기존 기술에 비해 소형화가 용이하고 저렴한 재료를 사용할 수 있다. 수소 저장·운송 분야에서는 수소충전소 핵심 부품·설비의 성능·내구성 고도화를 추진한다. 현재 국내에서 개발된 압축기, 냉각기, 충전기 등은 성능·신뢰도가 낮아 실제 사업화와 보급에 애로가 있다. 이에 내구성을 50% 이상 향상하고 전력소비량을 20% 이상 절감하기 위한 기술개발·실증을 추진해 나간다. 연료전지 분야에서는 민·군이 함께 활용할 수 있는 이동형 수소연료전지발전기를 개발한다. 수소연료전지는 기존 디젤발전기 대비 소음과 열 발생이 적어 군사작전 환경에 유리하다. 우선적으로 우리 군에서 요구하는 작전성
UNIST가 에너지화학공학과 권영국 교수팀이 니켈 질화물을 도입한 바나듐-니켈-철기반 촉매 개발에 성공했다고 밝혔다. 연구팀에 따르면, 개발된 촉매는 알칼라인 조건에서 실질적으로 상업화에 필요한 전류밀도의 두 배인 전류밀도 1 A/cm2를 낮은 과전압(270 mV)에서 도달했다. 연구팀은 해당 촉매가 안정성 실험에서 1000시간 동안 손상 없이 안정적으로 구동되는 것을 확인했다고 전했다. 또한 연구팀은 음이온 교환막 수전해 시스템의 초순수 환경에서는 전체 셀 전압 1.85 V에서 전류밀도 685 mA/cm2를 나타내어 뛰어난 성능을 보였다고 밝혔다. 이는 귀금속 촉매 기반 음이온 교환막 수전해 성능(전체 셀전압 1.85 V 전류밀도 355 mA/cm2) 대비 약 두 배 가량 높은 수치를 보였다. 수전해 기술은 미래의 에너지 운반체인 그린수소를 생산하는 대표적인 기술이다. 기존의 비싼 수전해 기술의 수소 경제성을 높이기 위해 개발된 시스템이 바로 음이온 교환막 수전해 시스템인데, 이는 아직 연구단계에 머물러있으며 특히, BOP(Balance of Plant)의 내구성을 높이기 위해서는 초순수를 이용한 수전해 기술이 발전돼야 한다. 초순수전해의 경우 산성 혹은
620억원 들여 2026년까지 진행…현대차, 수소車 1700대 공급 산업통상자원부는 제주도와 함께 29일 제주 CFI 미래관에서 국내 첫 10MW(메가와트)급 이상 대규모 그린수소 실증사업 착수와 제주 그린수소 글로벌 허브 구축계획 발표를 위한 기념행사를 열었다고 밝혔다. 12.5MW급 실증사업은 재생에너지 비율이 높은 제주 지역의 전력 계통 특성을 활용, 수전해(전기화학 반응을 이용해 수소와 산소를 생산하는 기술) 시스템 4종 모두로 수소 생산 실증을 진행하는 사업이다. 2026년 3월까지 제주시 구좌읍에서 남부발전 주관으로 진행되며, 총 사업비는 620억원이다. 이를 통해 구축되는 수소 생산시설은 가동률 60% 기준으로 연간 1176t의 수소 생산을 목표로 하며, 만든 수소는 제주시 청소차 200여대와 시내외 버스 300여대에 공급된다. 수소 청소차와 수소 버스는 현대차가 내년부터 2030년까지 공급한다. 현대차는 또 넥쏘 등 수소 승용차도 1200대 보급할 계획이며, 수소 승용차 충전 전용 이동형 충전소도 도입할 방침이다. 산업부는 2017년부터 260kW(킬로와트)급(제주)을 시작으로 1MW급(울산), 2MW급(나주), 3MW급(제주) 등으로 그린수소
재료硏, 장수명 고효율 음이온교환막 수전해 스택 기술 국산화 한국재료연구원(KIMS)은 최승목 박사 연구팀이 한국화학연구원(KRICT) 이장용 박사 연구팀과 융합연구를 통해, 고활성/고내구 비귀금속 촉매/전극 소재와 고성능 음이온교환 소재를 개발하고 이를 수전해 시스템에 적용함으로써, 비귀금속 기반의 장수명/고효율 음이온교환막 수전해 스택 기술을 국내 최초로 개발하는 데 성공했다고 밝혔다. 본 기술은 재료연이 고활성/고내구 비귀금속 촉매 소재 합성 기술과 대면적 전극 공정 기술, 막전극접합체 제조 기술 및 스택 조립/운전 기술을 맡았으며, 화학연이 음이온교환 소재 및 고분자 분리막 제조 기술을 융합해 핵심 소재 부품을 모두 국산화한 것이다. 공동연구팀은 본 기술을 상용 대면적 다중셀 스택에 적용해, 저위발열량기준 수소 발생 효율 75.6%, 수소 1kg 생산에 필요한 소비 전력 44킬로와트 아워, 연속 운전 2,000시간 동안 성능 감소율 0.2퍼센트를 달성했다고 전했다. 기존 연구는 개발된 소재가 수전해 시스템에 적용되지 못하고 소재 단위의 성능 평가에 그치는 한계가 있었다. 공동연구팀은 소재 및 미니셀 단위의 연구를 넘어서는 핵심 원천 소재 및 부품을 상
헬로티 조상록 기자 | 현대자동차와 기아가 캐나다의 수전해 시스템 제작 업체인 넥스트하이드로젠(NextHydrogen)과 ‘그린 수소 생산을 위한 수전해 시스템 공동 개발 및 사업화 업무협약(MOU)’을 체결했다고 밝혔다. 그린 수소란 재생에너지로부터 전력을 공급받아 물을 전기 분해해 생산하는 수소로, 화석연료로부터 추출한 그레이 수소나 그레이 수소 추출 시 발생하는 이산화탄소를 포집·저장해 생산되는 블루 수소와는 달리 수소 생성 과정에서 이산화탄소를 전혀 배출하지 않는 것이 특징이나 생산 비용이 비싸다는 단점이 있었다. 현대차·기아와 넥스트하이드로젠은 고성능·고효율의 수전해(물 전기분해) 시스템 개발을 통한 그린 수소 생산 비용 절감 및 보급 확대의 필요성에 공감하며 이번 협약을 체결하게 됐다. 현대차·기아와 넥스트하이드로젠은 알카라인 수전해 시스템의 핵심인 스택 성능 향상에 집중한다. 스택을 고전류밀도 조건에서 운전할 수 있도록 개발함으로써 많은 양의 수소를 안정적으로 생산할 수 있도록 하는 것이다. 이 과정에서 현대차와 기아는 스택 내부의 전극·양극판·집전체 등 핵심 부품 개발 및 개발된 스택의 성능 평가를 담당하고, 넥스트하이드로젠은 스택 설계 및 제
헬로티 이동재 기자 | 광주과학기술원(GIST) 연구팀이 그린수소 생산을 위한 알칼라인 수전해 시스템의 운전 성능과 온도의 영향을 분석하고 이를 예측할 수 있는 수치해석 모델을 개발했다. 알칼라인 수전해 기술은 KOH 또는 NaOH 수용액을 전해질로 사용해 염기성 환경에서 물을 전기 분해하는 기술이다. 온실가스 배출 저감을 위해 확대되고 있는 재생에너지 발전에서 불가피한 잉여전력 발생 시 수전해 기술은 에너지의 저장과 수송, 활용에 기여할 수 있다. 그 중 알칼라인 수전해 기술은 높은 기술 완성도와 저렴한 비용으로 대규모 설비를 구축할 수 있다는 장점을 갖고 있다. 하지만 이러한 그린수소(재생에너지 전력으로 물을 전기분해하여 그 과정 중에 온실가스 배출없이 생산된 수소) 생산은 기존의 그레이수소 또는 블루수소에 비해 비싼 생산비용 때문에 기술 상용화가 지체되고 있다. 수전해 운전효율 향상으로 생산비용을 감소시키기 위해 주로 전극 및 촉매 재료 등 소재연구가 활발하게 진행되고 있으나, 시스템 운전 조건 최적화 연구는 부족한 상황이며 그마저도 실험 기반의 연구에 집중돼 있다. 연구팀은 수치해석 기반의 알칼라인 수전해 스택(핵심 부품) 모델을 개발해 작동 온도에
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