UNIST와 이산화탄소 활용 수소 대량생산 가능한 신형 촉매 개발
개발 촉매 활용 전기·수소 생산…그린수소 생산 시스템 개발 박차
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| 울산과학기술원(UNIST) 김건태 교수 연구팀 | ||
한국동서발전가 울산과학기술원(UNIST)과 산학협력을 통해 온실가스인 이산화탄소(CO2)를 활용해 수소를 대량 생산할 수 있는 신형 촉매 개발에 성공했다.
이번 촉매 개발은 동서발전이 울산과학기술원 김건태 교수 연구팀과 협력해 작년 6월부터 진행하고 있는 ‘발전소 배기가스 이산화탄소 활용 10㎾급 전력 및 수소생산 시스템 개발’ 과제의 일환이다.
이 연구개발은 발전소에서 발생하는 온실가스(CO2)를 원료로 해 수소도 얻고 전기도 얻을 수 있는 10㎾급 수소생산시스템 개발을 목표로 하고 있다.
부가적으로 베이킹 소다도 얻을 수 있어 일석삼조의 효과가 기대된다.
이 시스템은 이산화탄소가 물에 녹아 생기는 수소 이온이 전기화학적 반응으로 환원돼 전기 및 수소가 생성되는 원리를 활용한다.
이때 전기화학 반응이 용이하도록 촉매를 사용하는데 기존에는 백금 등 고가의 귀금속 계열 촉매가 활용됐다.
이번에 개발한 ‘루테늄 탄소 복합 촉매’는 이산화탄소가 포화된 전해질에서도 잘 작동하는 금속 유기물 복합 촉매로, 기존에 사용되는 백금 촉매만큼 수소 발생 활성도가 우수하고 1천 시간 구동에도 높은 안정성을 유지한다.
신형 촉매는 제조 공정이 간단해 대량으로 생산할 수 있을 뿐만 아니라, 가격이 기존 백금 촉매의 10분의 1 수준으로 저렴하다.
동서발전 관계자는 “이번에 개발한 촉매를 활용해 실험실 규모의 1㎾급 이산화탄소 활용 수소생산시스템을 제작했다”며 “내년 초 당진화력 발전소에 10㎾ 전력 및 시간당 8,000 리터의 수소 생산이 가능한 10㎾급 시스템을 설치해 안정성과 경제성을 검증할 계획”이라고 밝혔다.
또한 “현재 수소 생산은 천연가스를 활용해 수소를 추출하는 방식으로 이산화탄소가 필연적으로 발생하지만 동서발전이 개발하는 시스템은 온실가스를 줄이면서 수소 및 전기도 생산하는 세계 최초의 ‘그린수소’ 생산시스템”이라고 말했다.
동서발전은 현재까지 개발된 수소생산시스템을 울산박물관 2층 ‘슬기로운 에너지 생활전’에 7월 12일까지 전시한다.
7월 1일부터 일산 킨텍스에서 개막하는 ‘수소모빌리티+쇼’ 동서발전 부스에서도 확인할 수 있다.
동서발전은 정부의 수소경제 활성화 정책에 적극 부응하여 현대자동차와 공동으로 수소연료전지 발전시스템 국산화, 한국전력 등과 공동으로 재생에너지 활용 ‘수전해 시스템’(Power to Gas) 개발 등 수소 관련 R&D과제 5건을 진행하고 있다.
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