화학뉴스

한국화학연구원은 박지훈 박사 연구팀이 서영웅 한양대 화학공학과 교수 및 한정우 포스텍 화학공학과 교수 연구팀과 함께 수소를 낮은 비용으로 간편하고 안전하게 저장·운송할 수 있는 기술을 개발했다고 3월20일 발표했다.
수소는 청정한 차세대 에너지원으로 최근 수소자동차 출시에 따라 일상생활에 밀접하게 다가오고 있다.
수소 저장·운송 기술은 초고압 압축이나 액화 기술이 주류를 이루고 있지만 운반과정에서 폭발 위험이 있고 고가의 특수장치가 필요하다는 한계가 있었다.
이에 따라 액체상태인 화합물에 수소를 저장·운송하는 액상 유기물 수소 저장체(LOHC: Liquid Organic Hydrogen Carrier) 기술이 주목받고 있다.
화학물질을 저장용기로 활용하는 것이 핵심으로, 수소 공급 후 물질 소모 없이 다시 저장체로 사용할 수 있다. 일본 Chiyota는 최근 수소 운송·충전소·ESS(에너지 저장 시스템) 등으로 상용화를 준비하고 있다.
공동 연구팀은 새로운 액체·촉매 제조기술과 공정 전체를 독자 기술력으로 구현했고, 저장용량과 안정성을 기존만큼 유지하면서도 반응효율을 높이고 수소 생산코스트를 낮추는데 성공했다.
액체에 있던 수소가 나올 수 있도록 하는 온도는 독일이나 일본 기술(270도)보다 40도가량 낮추었고, 수소 공급속도는 2배 이상 빨라지게 했다.
MBP로 명명된 새로운 수소 저장용 액체물질은 수소 저장물질에 다른 원자를 추가하면 탈수소화 에너지를 줄일 수 있다는 점에 착안해 개발했다.
산소, 질소, 인 등 원자를 추가하는 컴퓨터 시뮬레이션을 바탕으로 수소 저장물질에 질소 원자 1개를 포함한 고리형 화합물을 추가했고, 수소를 액체에 더하거나 빼내는 과정에서 사용하는 촉매 제조기술로는 Ru(루테늄)계와 Pd(팔라듐)계 촉매를 적용했다.
박지훈 화학연구원 박사는 “세계적으로 단 몇 개의 연구팀만 보유한 수소 저장체 및 촉매 기술을 독자적으로 확보했다”며 “수소자동차 성능 향상 등 상용화를 위한 대량 생산공정 연구를 이어갈 것”이라고 밝혔다.
산업통상자원부의 에너지기술개발사업 지원을 받아 연구를 수행했고 연구성과는 ChemSusChem 4호 표지논문으로 실렸고, 평가위원이 선정하는 가장 중요 논문인 VIP(Very Important Paper)로도 선정됐다.