“최첨단 액화수소 저장·이동 기술 개발”...산·학 합심해 미래에너지 시대 연다

스마트수소에너지연구단

김주영 강원대 신소재공학과 교수(가운데)가 지난 6일 강원 강릉시 세인트존스호텔에서 열린 ‘2024 스마트 수소에너지 기술개발 교류회’에서 발언하고 있다. [사진=한국과학기자협회]

미래 청정에너지로서 전 세계 수소 에너지 수요가 폭발적으로 늘 것으로 전망된다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면 2020년 8700만t이었던 수소 에너지 수요가 2050년 최대 6억 8000만t에 이를 것으로 예상된다. 수소 에너지 시장 규모 역시 2030년까지 연평균 9.2% 성장한다는 예측이다. 한국의 미래 수소에너지 시대를 열기 위해 강원도에서 대학과 기업, 지방자치단체 등 관계 기관들이 모여 머리를 맞댔다.

20일 스마트수소에너지사업단에 따르면 지난 6일 강원 강릉시 세인트존스호텔에서 ‘2024 스마트 수소에너지 기술개발 교류회’가 개최됐다. 교류회는 스마트수소에너지사업단에 속한 연구팀이 올 한해 진행한 수소 에너지 관련 연구내용과 성과를 공유하는 자리였다.

수소는 모든 물질 가운데 가장 가벼운 기체 원소로 지구상에서 가장 풍부원 원소다. 빛깔이나 냄새, 맛이 없다. 불에 잘타는 성질을 갖고 있다. 수소는 물을 전기 분해해 생산할 수 있다. 이렇게 얻은 수소는 산소와 결합시키면 다시 전기에너지로 쓸 수 있다. 수소는 기체나 액체 형태로 존재해 대규모 저장이나 장거리 운송에도 용이하다. 수소가 기후 위기가 극심해지고 에너지 안보 위기가 발생하는 상황에서 기존의 석탄, 석유, 천연가스 등의 화석 에너지원을 대체할 수 있는 새로운 에너지원으로 주목받는 이유다.

이날 교류회에서 김주영 강원대 신소재공학과 교수 연구팀은 수소액화저장과 안전 인프라 기술 개발 현황을 소개했다. 수소액화저장은 기체인 수소를 극저온으로 냉각해 액체로 만들어 저장하는 것이다. 기체 수소보다 부피를 약 860배 줄일 수 있다. 다만 저장을 위해선 극한 압력이나 온도 환경을 견디는 시스템 개발이 필수적이다. 안정성을 위해 액화저장 수소 저장과정에서 발생하는 문제를 모니터링 할 수 있는 인프라도 필요하다. 연구팀은 액화수소 탱크 외부와 내부를 단열하는 기술, 액화수소 이동을 조절하는 밸브 등을 개발 중이다. 관련해 6개 논문을 국제학술지에 발표했다. 국내 특허도 4개 출원했다.

이날 교류회에서는 이외에도 박병규 연세대 교수는 수전해 시스템을 활용한 수소생산 효율 향상 연구를, 임대운 연세대 교수팀은 수소 생산성을 높이는 고체전해질연구를, 최원열 강릉원주대 교수는 그린 수소생산 시스템 확립 및 생산량 계측 기술 등이 소개됐다.

사업단은 강원지역혁플랫폼 산하에 2022년 구성됐다. 강원 지역을 수소에너지 연구개발(R&D)의 중심지로 만들고 국가 수소에너지 융합인재를 양성하는 것이 목표다. 데이터 기반 스마트수소에너지 기술경쟁력 강화를 위해 빅데이터 기반 에너지 가공 및 변환 분석 기술 개발, 에너지 신소재 및 복합시스템 개발도 목표로 세웠다.

연구자와 연구자, 연구자와 기업 간 매칭을 통해 강원도 내 수소에너지 산·학·연 협력 체계를 공고히 했다. 수소에너지 전극재료 생산공정 기술을 보유한 강원도 소재 나노인텍은 지난해 매출이 전년도에 비해 43% 증가했다. 인재양성과 취업연계 부문에서도 목표 대비 최대 250% 초과 달성했다는 게 사업단 설명이다.

스마트수소에너지사업은 올해 종료된다. 연영주 스마트수소에너지사업단장(강릉원주대 교수)은 “현재 강원 지역 대학과 기관, 기업이 협력해 그린 수소 생산에서 소비까지 생태계 전 주기에 이르는 혁신 기술 개발에 매진하고 있다”며 “연구단 성과가 후속 사업을 통해 이어져야 한다”고 밝혔다.

연영주 스마트수소에너지사업단장이 지난 6일 강원 강릉시 세인트존스호텔에서 열린 ‘2024 스마트 수소에너지 기술개발 교류회’에서 발언하고 있다. [사진=한국과학기자협회]