세계 최초로 증기 가열 방식을 이용한 순도 99%의 수소 생산이 성공했다.
미츠비시중공업(MHI: Mitsubishi Heavy Industries)은 2025년 12월 암모니아(Ammonia) 분해 시스템 파일럿 플랜트에서 순도 99%의 수소를 생산한 것으로 알려졌다.
독자 개발한 암모니아 분해기술 HyMACS(증기 가열식)를 적용했으며, 2028년 실증실험으로 발전시킨 다음 2030년 상용화하는 것을 목표로 하고 있다.
HyMACS 기술은 미츠비시중공업이 일본촉매(Nippon Shokubai)와 공동으로 개발한 촉매를 이용해 고온의 증기로 가열하는 방식으로, 암모니아를 수소와 질소로 분해한다.
경쟁 방식인 퍼니스(Furnace) 방식은 반응 온도가 섭씨 약 700도에 달하는 반면, HyMACS는 450-500도 정도에서 반응해 가동 코스트를 20% 감축할 수 있다.
장치규모는 퍼니스 방식이 가스터빈용으로 하루 25톤 이상이고, HyMACS는 분산형 중소규모 용도에 적합해 하루 2.5톤으로 이하로 개발하고 있으나 스케일업도 가능하고 장치를 열화시키는 질화 리스크가 낮은 것이 강점이다.
미츠비시중공업은 연료용 및 수소 캐리어 용도로 이용하기 위한 암모니아 서플라이체인 구축에 주력하고 있으며 그동안 암모니아 플랜트 설계 및 건설실적을 다수 거두었다. 또 수송선과 저장‧납입설비, 수소 발전설비 분야에서도 상용화를 위해 다양한 개발작업을 진행하고 있다.
아울러 얼마 전부터 수입 암모니아에 발전설비나 화학‧제철공장에서 발생한 증기 및 열을 가하는 암모니아 분해장치로 수소를 생산하고 다시 화학‧제철공장에서 자가소비하거나 상업판매하는 서플라이체인을 구상하고 있다. 중소규모 수요를 기대하고 있으나 도입 자체가 용이한 점을 감안해 컨테이너에 보관하는 수준으로도 모듈 개발을 진행하고 있다.
2030년대 초반 납입 시 하루 0.25톤 및 25톤의 2개 사업을 추진하고 25톤 장치를 병렬 배치함으로써 에틸렌(Ethylene) 크래커용 수요를 충당할 수 있을 정도로 수소를 공급할 계획이다.
파일럿 장치에서는 수소와 질소를 분리하는 PSA(압력스윙흡착)도 실시하고 있다.
일본 신에너지‧산업기술종합개발기구(NEDO)의 지원을 받아 일본촉매, 홋카이도전력(Hokkaido Electric)과 공동으로 실증실험을 진행하며 더욱 효율적인 막 분리 장치를 사용하기 위해 현재 개발을 진행하고 있다.
일본 정부는 2050년 약 2000만톤의 수소를 공급하는 것을 목표로 하고 있으며 절반 이상은 암모니아를 캐리어로 사용할 것으로 예상된다.
이에 따라 정부 지원 아래 수소‧암모니아 사업장 정비가 일본 전역에서 진행되고 있으며 미츠비시중공업 역시 암모니아 분해와 관련된 잠재적 니즈가 있을 것으로 판단하고 여러 관련기업과 접촉하고 있다.