암모니아서 '청정 연료' 수소 얻는다

에너지연, 수소생산용 암모니아 반응기 개발
99.7% 이상의 고순도 수소를 시간당 1.8kg 생산

한국에너지기술연구원은 암모니아를 고온에서 촉매 분해하여 수소를 생산하는 핵심기술을 개발했다. 에너지연 제공

탄소중립의 새로운 에너지원으로 재조명받고 있는 암모니아에서 청정 연료 '수소'를 뽑아낼 수 있는 기술이 개발됐다.

한국에너지기술연구원은 정운호 박사 연구팀이 암모니아를 원료로 친환경 에너지인 수소를 생산하는 기술을 개발했다고 11일 밝혔다.

암모니아는 단이 부피당 수소 저장 밀도가 액화수소보다 1.7배 높고, 상온·상압 조건에서 비교적 쉽게 액화되는 이점이 있어 수소를 저장·운송하기 위한 차세대 '수소 캐리어'로 주목받고 있다.

암모니아를 분해해 수소를 추출하는 기술은 별도의 이산화탄소 포집 장치가 필요하지 않아 공정이 간단하고, 수소 생산단가도 낮출 수 있다.

암모니아로부터 고순도 수소를 생산하는 공정은 3단계로 이뤄지는 데, 연구팀은 암모니아 분해 반응기에 필요한 기술을 개발했다. 각 반응기에 암모니아를 균일하게 공급하고, 최적의 암모니아 분해 조건을 도출해 낸 것이다. 여기에 반응을 통해 분해된 고온의 분해가를 열교환시켜 원료인 암모니아를 예열하는 데 다시 이용함으로써 분해 효율을 높였다.

연구팀은 99.97% 이상의 고순도 수소를 시간당 1.8㎏ 생산하고 90% 이상의 암모니아 분해 효율을 달성했다. 또한 암모니아에서 생산한 수소를 현대자동차의 수소전기차 넥쏘 스택에 공급해 50시간 동안 20㎾의 전력이 안정적으로 생산되는 것을 확인했다.

연구팀은 시간당 90㎏의 수소를 생산할 수 있는 대용량 암모니아 반응기 개발에 나설 예정이다.

정운호 에너지연 박사는 "그린 수소를 대량으로 생산할 수 있음을 확인했고, 해외에서 암모니아 형태로 청정 수소를 도입했을 경우 경제적인 수소로 공급할 수 있는 토대를 마련하게 됐다"며 "수소 캐리어에 대한 대용량 실증에 성공한다면 해외시장 진출도 가능하다"고 말했다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr