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"80% 이상 효율로 하루 4㎏ 수소 생산" 수전해 장치 개발

송고시간2021-06-24 14:10

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시간당 80% 이상의 높은 효율로 수소를 생산할 수 있는 수전해 장치가 개발됐다.

한국에너지기술연구원은 김창희 박사 연구팀이 최대 84%의 효율로 시간당 2N㎥(노르말세제곱미터·1노르말=0.17㎏) 즉, 300여g의 수소를 생산할 수 있는 10킬로와트(㎾)급 수전해 스택을 개발했다고 24일 밝혔다.

독일, 일본, 미국 등 선진국들은 80% 안팎의 효율로 수소 생산이 가능한 메가와트(㎿)급 수전해 스택 기술을 보유하고 있지만, 국내의 경우 대부분 ㎾급 수준으로 수소 생산 효율도 70% 이하에 머물고 있다.

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에너지연 "재생에너지 이용한 ㎿급 수전해 스택 개발 추진"

10㎾급 알칼라인 수전해 스택 개발한 한국에너지기술연구원 연구팀
10㎾급 알칼라인 수전해 스택 개발한 한국에너지기술연구원 연구팀

[한국에너지기술연구원 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 시간당 80% 이상의 높은 효율로 수소를 생산할 수 있는 수전해 장치가 개발됐다.

한국에너지기술연구원은 김창희 박사 연구팀이 최대 84%의 효율로 시간당 2N㎥(노르말세제곱미터·1노르말=0.84㎏) 즉, 하루 4㎏의 수소를 생산할 수 있는 10킬로와트(㎾)급 수전해 스택을 개발했다고 24일 밝혔다.

수전해 스택은 물을 분해해 수소를 생산하는 핵심 장치이다. 전극, 분리막, 분리판 등 단위 부품을 여러 장으로 쌓아 올려 만든다.

독일, 일본, 미국 등 선진국들은 80% 안팎의 효율로 수소 생산이 가능한 메가와트(㎿)급 수전해 스택 기술을 보유하고 있지만, 국내의 경우 대부분 ㎾급 수준으로 수소 생산 효율도 70% 이하에 머물고 있다.

연구원은 전극 면적 660㎠ 규모의 수전해 셀을 개발, 1천8시간을 운전하는 동안 평균 82%의 수소 생산 효율을 낼 수 있는 알칼라인 수전해 스택을 개발했다.

수전해 스택의 음극과 양극에 각각 수소 발생 반응과 산소 발생 반응에 효과적인 니켈-알루미늄, 니켈-철 전극을 적용하고, 수소와 산소의 이동 통로인 분리판에는 니켈을 도금해 층마다 발생하는 전류 저항을 줄였다.

누설 전류를 줄이고 전해질의 흐름이 원활하도록 유로(물이 유입되는 길)를 설계, 이론 성능에 가깝게 구현했다고 연구원은 설명했다.

김민중 선임연구원은 "앞으로 국내 수요 기업과 함께 태양광·풍력 등 재생에너지에 기반한 ㎿(1㎿는 1천㎾)급 수전해 스택을 상용화하는 연구를 추진할 계획"이라고 말했다.

jyoung@yna.co.kr

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