국내 연구진이 시간당 80% 이상의 높은 효율로 수소를 생산할 수 있는 수전해 장치를 개발했다.
한국에너지기술연구원 김창희 박사 연구팀은 최대 84%의 효율로 시간당 2노말입방미터(약 300그램)의 수소를 생산할 수 있는 10kW급 수전해 스택을 개발했다.
수전해 스택은 물을 분해해 수소를 생산하는 핵심 장치로 전극, 분리막, 분리판 등 단위 부품을 여러장으로 쌓아 올려 만들고 있다.
독일, 일본, 미국 등 선진국들은 80% 안팎의 효율로 수소 생산이 가능한 MW급 수전해 스택 기술을 보유하고 있으나 국내는 대부분 kW급 수준이고 수소 생산 효율도 70% 이하에 머물고 있다.
연구원은 전극 면적 660평방미터의 수전해 셀을 개발해 1008시간을 가동하는 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 설계해 이론 성능에 가깝게 구현한 것으로 알려졌다.
김민중 선임연구원은 “앞으로 국내 수요기업과 함께 태양광·풍력 등 재생에너지에 기반한 MW급 수전해 스택을 상용화하는 연구를 추진할 계획”이라고 강조했다. (강윤화 선임기자)