분산형 에너지 이용 목적 시스템 … 수소·질소 원료로 하루 20톤 제조
화학뉴스 2015.04.16
JGC는 분산형 에너지 이용을 목적으로 소규모·고효율 암모니아(Ammonia) 합성 프로세스 개발을 추진하고 있다.
JGC는 풍력 등의 신재생에너지 및 미이용 중소 천연가스전에서 얻을 수 있는 수소 및 질소를 원료로 하루 약 20톤의 고효율 암모니아 제조 프로세스를 개발할 방침이다. 생산한 암모니아는 연료전지 연료 또는 화력발전에서 직접 연료로 사용한다. ![]() 개발은 일본 내각부의 <전략적 이노베이션 창조 프로그램(SIP)>의 <에너지 캐리어>로서 실시하고 있으며 JGC를 포함해 6개 기관이 참여하고 있다. 수소에너지 인프라를 구축하기 위해 SIP의 에너지 캐리어에서는 11개 주제를 채택하고 있으며 암모니아, 유기 하이드라이드(Hydride), 액화수소의 제조 및 이용기술 등의 연구개발이 추진되고 있다. <분산형 에너지 이용을 위한 합성 시스템 개발>은 JGC, 치요다화공건설(Chiyoda Corporation), 도요타자동직기(Toyota Industries), JGC C&C, 히로시마 대학, 산업기술종합연구소가 참여하고 있다. 연구주제는 지역적으로 널리 퍼져 있는 에너지 자원을 이용해 얻을 수 있는 수소, 질소로부터 암모니아를 합성해 저장 및 수송하는 것으로 계통에 접속돼 있지 않은 풍력발전에 의한 전기분해, 미이용 중소 가스전을 수소공급원으로 활용할 계획이다. 암모니아의 공업 프로세스인 Haber-Bosch process는 400℃, 150기압의 고온고압 프로세스로 하루 3000톤급이 일반적이며 더욱 대형화하는 추세이다. 개발팀은 분산형의 소형 고효율 프로세스 확립을 목표로 온도, 압력 모두 대폭 축소시킬 계획이다. 일본은 저온저압 암모니아 프로세스의 기초연구에서 세계 선두를 달리고 있으며 개발팀은 성과를 활용해 최적의 프로세스를 확립할 방침이다. 기존 방식은 철계 촉매를 이용했으나 저온저압 프로세스에서는 Ruthenium계가 유력하다. 또 합성 프로세스에서 암모니아로부터 무반응인 수소, 질소를 고정도로 분리해 합성반응으로 되돌리는 기술개발도 추진한다. 기존 고온고압 프로세스에서 이용되는 냉각법을 대신해 더욱 효율적인 방식을 검토할 예정이다. 암모니아 흡장재 개발 및 분산형 에너지 시스템과의 융합 검증도 연구 주제 가운데 하나로 알려졌다. 개발기간은 2018년도까지 5년으로 마지막 해에는 하루 수십kg 규모의 실증을 거칠 방침이다. 표, 그래프: < 분산형 에너지 이용 암모니아 합성 프로세스 > <화학저널 2015/04/16> |
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