현장,생산형 수소 생산 유닛 완전 국산화
현장,생산형 수소 생산 유닛 완전 국산화
  • 한국에너지
  • 승인 2020.06.22 15:11
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수소경제 크게 앞당길 듯
수입제품 30억, 국산 10억 이하로 공급 가능

[한국에너지신문] 에너지기술연구원  수소연구단 윤왕래 박사팀은 가스관에 연결하여 바로 고순도 수소를 생산하는 현장 생산형 ‘고순도 수소생산 유닛’의 원천설계와 엔지니어링 기술을 100% 국산화 하는데 성공했다.
이 기술은 도시가스관이 있는 곳에서는 어디든지 관에 연결만 하면 필요한 99.999%의 고순도 수소를 얻을 수 있는 시스템으로 이 시스템의 국산화율은 지금까지 40~50% 수준, 따라서 전량 수입에 의존하였으며 대당 가격은 30억 원대였다.
수소경제 활성화 로드맵에서 제시하고 있는 2022년 kg당 수소 가격이 6000 원 이하로 가기 위해서는 대당 가격이 10억 원 이하, 생산효율이 80% 이상이어야 하는데 윤 박사팀의 연구로 가능하게 되었다는 것이다.
이 연구 성과물은 지난 달 18일 원일티엔아이라는 기업에 기술료 50억 원을 받고 이전 했다.
현장 생산형 유닛은 초기 수소경제로 가는 핵심 기술이다. 비록 화석에너지에서 수소를 생산해야 하는 단점이 있기는 하지만 현실적으로 가장 값싸게 수소를 얻을 수 있기 때문이다.
이 기술은 가스와 수증기가 반응하여 각각의 반응물에 내재된 수소를 뽑아내는 리포밍 모듈과 여기에 포함된 일산화탄소, 이산화탄소 ,미반응 메탄 등의 불순물을 흡착 분리하여 99.999% 이상의 고순도 수소를 생산하는 정제 모듈의 조합으로 구성되어 있다.
시스템 효율에 가장 영향을 미치는 개질반응기의 열 및 물질전달 설계가 키포인트로 열교환 일체형 대류 열전달 개질기를 설계하고 발열반응 자동제어 열교환형 수성가스 전이반응기를 모듈화 원천 설계하여 간편하면서도 고효율화를 이룰 수 있었다.
그리고 진공압력변동 흡착 기술을 자체 개발하여 탈착압력을 낮추고 5가지 흡착제의 최적 레이어링 및 배열을 통해 유효 흡착량 증대와 분리 효율을 극대화 시켰다.
이렇게 하여 고순도에 CO농도를 0.2PPm 이하로 유지할 수 있었다고 설명하고 있다.
현장생산형 수소 유닛은 미국에너지부와 일본의 네도가 수소생산효율 75~80%를 초기 보급 사양기준으로 제시한 것보다 높은 81% 수준이다.
이 연구는 국가과학기술연구회가 지원하는 빅 연구사업의 일환으로 2017년부터 4년간 진행되어 오고 있다.
기술을 이전 받은 원일과 향후 중형 규모의 개질을 연구할 계획이다.


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