한국인 개발 암모니아연료전지 세계가 주목…자동차용 소형화 성공

‘MIT 테크놀로지 리뷰’, 혁신가 35명 선정…아모지 조영석씨 기후에너지부문 뽑혀

암모니아연료전지 개발 기업 아모지의 MIT 출신 1989년생 동갑내기 창업자들. 왼쪽부터 최종원(제조 담당 임원), 김현호(IP 담당 임원), 우성훈(대표), 그리고 맨오른쪽이 이번에 MIT테크놀로지리뷰의 ‘35살 미만 혁신가 35인’에 선정된 조영석 최고기술책임자다. 아모지 제공/비즈니스포스트에서 인용

한국인 연구자가 개발한 청정에너지 기술의 혁신성에 세계가 주목했다.

미국의 기술매체 ‘MIT 테크놀로지 리뷰’는 청정에너지 기술 개발 기업 아모지(Amogy)의 조영석(34) 기술최고책임자(CTO)를 포함한 ‘35살 미만 혁신가 35인’을 최근 발표했다. 조씨는 기후에너지 부문 혁신가 9명 가운데 하나로 선정됐다.

아모지는 1989년생 동갑내기인 조씨와 우성훈 대표 등 네 명의 MIT(매사추세츠공대) 한국인 동창생이 암모니아를 지속가능한 에너지원으로 만들자는 데 의기투합해 2020년 11월 미국 뉴욕 브루클린에 설립한 스타트업으로 암모니아에 기반한 연료전지 시스템을 개발하고 있다.

암모니아 연료전지란 암모니아를 수소(H2)와 질소(N2)로 분리해 수소는 연료전지 연료로 쓰고 질소는 바깥으로 배출하는 시스템을 말한다. 연료전지에선 수소와 산소가 반응해 전기를 만든 뒤 탄소가 아닌 물이 배출된다.

비료로 많이 쓰이는 암모니아(NH3)의 주성분이 수소인 것에 착안해, 운반이 까다롭고 운송 비용이 비싼 수소 대신 암모니아를 원료로 쓰는 연료전지다. 청정에너지원인 암모니아를 이용해 좀 더 간편하게 수소를 에너지원으로 쓸 수 있게 만든 배터리인 셈이다. 회사 이름인 아모지는 암모니아(ammonia)와 에너지(energy)를 합친 말이다.

암모니아연료전지 시스템의 구조. 암모니아 탱크, 수소 추출기 및 수소 연료전지가 하나의 모듈에 통합돼 있다. 아모지 제공

수소는 연료전지에 쓰고 질소는 대기로 방출

수소에 비해 암모니아의 가장 매력적인 특성 중 하나는 에너지 밀도다. 수소보다 상대적으로 작은 공간에 많은 에너지를 담을 수 있다. 액체 암모니아의 에너지 밀도는 고압 기체수소의 3배다. 완성품인 암모니아 연료전지의 에너지 밀도는 리튬이온 배터리의 5배나 된다.

지금까지 암모니아에서 수소를 추출하려면 대형 설비가 필요했으나 아모지는 자동차에 장착해 쓸 수 있도록 소형화하는 데 성공했다.

크래커라고 불리는 화학 반응기가 아모지가 개발한 암모니아 연료전지 기술의 핵심이다. 지금의 암모니아 분해 시설보다 훨씬 낮은 온도에서 작동하는 촉매를 쓰는 이 반응기를 통과하면서 암모니아가 수소와 질소로 바뀌고 수소는 연료전지의 원료로, 질소는 대기 중으로 방출된다.

아모지의 기술 부문을 책임지고 있는 조씨는 MIT 박사 출신으로 한국과학기술연구원(키스트) 수소연료전지연구단에서 암모니아로부터 고순도의 수소를 추출하고 전력을 발생시키는 기술을 연구하다 창업 전선에 뛰어들었다.

아모지가 개발한 암모니아연료전지를 장착한 트랙터. 아모지 제공

드론, 트랙터, 트럭용 개발 성공 …지금은 선박용 개발중

아모지는 2021년 5kW 드론을 시작으로 지금까지 100kW 트랙터, 300kW 세미 트럭에 탑재할 수 있는 암모니아연료전지 시스템을 개발하는 데 성공했다. 지금은 올해 말 시연을 목표로 1MW급 예인선에 장착할 수 있는 시스템을 개발하고 있다.

아모지는 누리집을 통해 상용화에 대비해 텍사스주 휴스턴에 생산 시설을 구축하고 있다고 밝혔다. 궁극적으로는 암모니아연료전지를 통해 전 세계 탄소배출량의 15%를 차지하는 운송 부문의 탈탄소화를 달성하는 것을 목표로 삼고 있다.

‘리뷰’는 “현재의 운송수단용 배터리는 장거리 트럭이나 대양 횡단 선박과 같은 글로벌 운송 수단에 전력을 공급할 만큼 충분한 에너지를 저장할 수 없다”며 “조씨는 전혀 예상치 못한 화학물질인 암모니아에서 가능한 해결책을 생각해냈다”고 평가했다.

지금까지 아모지는 영국 AP벤처스를 비롯해 사우디아라비아의 아람코벤처스 등 세계 여러 벤처캐피탈로부터 총 1억5천만달러(2천억원)의 투자금을 받았다. 한국에선 에스케이이노베이션과 고려아연이 각각 8천만달러, 3천만달러 투자했다.

이밖에 기후에너지 부문에서는 지구 식생 및 환경 변화를 관찰하는 초분광 위성 기술, 폐알루미늄 재활용 기술, 리튬이온배터리 수명 연장 기술, 간편해진 이산화탄소 포집 기술, 이산화탄소를 알코올로 전환하는 기술, 구부릴 수 있는 배터리 기술 등이 선정됐다.

‘MIT 테크놀로지 리뷰’는 2002년부터 해마다 세계 각국에서 추천한 35살 미만의 기술 혁신가 중 35명을 선정해 발표하고 있다. 올해는 컴퓨터, 바이오테크놀로지, 인공지능, 기후에너지, 로봇공학 5개 부문에서 35명이 선정됐다.

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr