헬로티 이동재 기자 | 2024년까지 폐플라스틱 연간 10만톤 처리...청정수소 연간 2.2만톤 생산 목표 현대엔지니어링이 폐플라스틱을 자원으로 활용하는 기술을 확보하고 고순도 청정수소 생산 사업을 추진한다. 현대엔지니어링은 올해까지 폐플라스틱을 원료로 고순도 청정수소를 생산하는 기술 실증 테스트를 마치고, 2022년부터 충남 당진에 수소생산 플랜트 건설을 시작해, 2024년 본격적인 상업생산에 나서겠다고 21일 밝혔다. 총 사업비는 4천억원 규모다. 플랜트는 연간 10만톤의 폐플라스틱 원료를 처리해 고순도 청정수소 제품을 연간 2.2만톤 생산할 수 있는 규모로 지어질 예정이다. 수소 2.2만톤은 수소차 15만대가 1년간 운행이 가능한 수준이다. 최근 수소경제 활성화와 탄소중립의 중요성이 커지는 가운데 세계적으로도 폐플라스틱 자원화에 대한 사회적 요구가 확대되고 있다. 매년 폐플라스틱의 발생량은 급증하고 있으나 이를 처리 및 재활용할 수 있는 시설은 매우 부족한 상황이다. 최근 미국 국립과학공학의학원(NASEM)이 국가별 플라스틱 쓰레기 배출량을 공개한 자료에 따르면 한국의 1인당 플라스틱 쓰레기 배출량은 연간 88kg으로 미국, 영국 다음으로 세계 3위다.
헬로티 이동재 기자 | 바닷물로 수소를 저장하는 기술이 개발됐다. 수소를 고압에서 압축하거나 저온 액화시키는 기존 방법과 달리 상온·상압에서 수소를 저장하고 추출할 수 있는 새로운 기술이다. UNIST 에너지화학공학과 연구진들이 해수전지 기반 수소 저장 시스템을 개발했다. 해수의 염분 성분인 나트륨과 물을 반응시켜 수소를 뽑아내는 시스템이다. 기존 알칼리금속 수소 저장 기술은 한 번 반응한 금속의 재사용이 어려운 반면, 이 시스템은 해수전지가 지속적으로 나트륨을 ‘재생’시켜 사용 가능하다. 수소를 생산·저장할 수 있어 일석이조다. 상용화 가능성도 입증했다. 실제 시스템 작동 환경처럼 산소에 노출된 환경에서 99.1%의 패러데이 효율을 보였으며, 해수전지 크기를 실험실 수준의 약 40배 이상 (70㎠)으로 키운 시스템에서도 94.7%의 패러데이 효율을 기록했다. 장지욱 교수는 “무한한 자원인 바닷물을 이용하는 해수전지 시스템을 활용해 에너지 저장·수송과 수소 저장·생산이 동시에 가능한 신개념 수소 저장 기술을 선보였다.” 며 “이 시스템은 수소 생산과 충전을 동시에 할 수 있는 스마트 스테이션 등 수소 생산·저장·운송이 필요한 다양한 분야에 활용할 수 있다”고
헬로티 이동재 기자 | 국내 연구진이 현재까지 보고된 페로브스카이트 기반 광전극 중 가장 높은 효율과 안정성을 보이는 광전극을 개발했다. 광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 이광희·이상한 교수 연구팀은 유기금속 할라이드 페로브스카이트(이하 페로브스카이트) 태양전지에 나노구조의 이황화몰리브덴 촉매를 결합GO 값비싼 백금 없이도 효율적인 수소 생산이 가능한 기술을 선보였다. 페로브스카이트를 이용한 광전기화학 물분해는 페로브스카이트 자체가 수분에 취약해 안정성이 떨어지고, 값비싼 백금 촉매가 필요해 비용도 높아 상용화가 어려웠다. 따라서 값이 싸고 안정적이며 백금의 높은 효율을 대체할 수 있는 저비용, 고효율, 고안정성의 수소 생성 반응용 촉매와 페로브스카이트 광전극의 촉매 개발이 필요했다. 연구팀은 물리적 증착 방법인 펄스드 레이저 증착법을 이용해 대표적인 백금 대체 수소 생성 반응용 촉매 중 하나인 이황화 몰리브덴(MoS2)을 페로브스카이트 보호층(티타늄 포일) 위에 제작했다. 연구팀이 개발한 페로브스카이트 광전극은 MoS2의 높은 안정성과 효율 덕분에 기존의 백금 촉매의 쉬운 박리현상으로 인한 광전극의 빠른 초기 성능 저하를 성공적으로 방지했고 현재까지 보
헬로티 이동재 기자 | 한화와 한화임팩트가 8일 원익머트리얼즈, 원익홀딩스와 암모니아를 기반으로 한 수소 생산·공급에 협력해가기로 협약했다. 암모니아는 부피 당 수소를 저장하는 밀도가 액화수소보다 높아, 수소를 저장하고 운반하는 수단으로서 주목받고 있다. 기존 액화 암모니아 운송 인프라를 그대로 활용할 수 있다는 것도 장점이다. 4개사는 먼저 암모니아를 분해해 수소를 생산할 수 있는 시스템을 공동 개발하고, 추후 대규모 수소 생산·공급 시설의 구축까지 함께 협력해갈 예정이다. 이후 한화임팩트가 수소가스 터빈 기술에 암모니아 개질 수소를 활용하는 등 4개사는 친환경 수소 밸류 체인을 구축해 나가는 데도 힘을 모을 계획이다. 한우성 원익머트리얼즈 대표이사는 “2014년부터 암모니아 분해 시스템 설계에 대한 특허를 다수 확보하고 핵심 촉매 기술 개발을 해왔다”며 “대규모 인프라를 보유한 한화와 협력해 수소 시대를 앞당겨 나가겠다”고 밝혔다. 김맹윤 한화 글로벌 부문 대표는 “한화는 해외에서 생산되는 클린암모니아를 조달해 이를 분해한 뒤 국내에 청정수소를 공급하는 사업을 추진할 계획”이라며, “원익과 협력을 통해 그린수소의 상용화에 앞장서 나가겠다”고 밝혔다.
헬로티 이동재 기자 | 현대차증권이 친환경 수소생산플랜트 공동개발을 통해 국내 수소경제 활성화에 본격적으로 나선다. 현대차증권은 한화건설, 반월패션칼라사업협동조합, 삼천리자산운용과 안산 반월 염색단지 내 친환경 수소생산플랜트를 건설하기 위한 공동개발협약을 체결했다고 16일 밝혔다. 이번 협약에 따라 현대차증권은 금융주관 및 사업자문 등 금융업무를 총괄하고, 삼천리자산운용은 금융지원과 사업자산 관리를 담당할 예정이다. 한화건설은 수소생산플랜트 건설 사업의 시공사로서 반월패션칼라사업협동조합과 함께 사업을 추진한다. 안산 반월 수소생산플랜트 사업은 국내 최초로 폐수 슬러지의 재활용을 통해 수소 에너지를 생산하는 친환경 프로젝트다. 연간 2만2000톤 규모의 수소 생산이 가능하며, 처리 과정에서 발생하는 이산화탄소를 모두 회수하여 판매하기 때문에 정부가 공개한 ‘2050년 탄소중립 목표 시나리오’에도 기여할 전망이다. 현대차증권은 지난 3월부터 반월패션칼라사업협동조합과 함께 악취와 오염의 원인이 되었던 염색공단 슬러지를 재활용한 수소생산플랜트 건설 및 운영 개발사업을 추진해왔다. 금융 및 사업자문사로서 사업 초기부터 참여해 사업 타당성 조사, 시공사 선정 등의 프로
헬로티 이동재 기자 | 한국에너지기술연구원 수소연구단 조현석 박사 연구진이 재생에너지의 급격한 부하변동에도 성능 저하 없이 안정적으로 수소를 생산할 수 있는 실마리를 찾았다. 연구진은 재생에너지의 간헐성으로 수전해 전극이 산화되는 것을 막기 위해 반응성이 더 큰 물질을 첨가하는 방식으로 내구성을 향상시키는 기술을 찾아내고 원리를 규명하는데 성공했다. 물을 전기분해해 수소를 만드는 수전해 장치는 수소가 발생하는 음극, 산소가 생기는 양극이 있고, 양쪽 전극 사이에 단락이 생기지 않게 분리막을 넣어 이온을 전달하게 된다. 이렇게 구성된 상황에서 양쪽 전극에 전기를 인가하면 전기화학적 반응을 통해 수소와 산소가 각각 발생된다. 수전해 반응은 전극 표면에서 발생해 전극의 활성도가 수소 생산 효율에 크게 영향을 미친다. 알칼라인 수전해 장치는 대부분 니켈, 코발트, 철 등 상대적으로 저렴한 전이 금속을 바탕으로 한 전극을 이용하고 있으며 최근에는 인, 황, 붕소 등의 비금속 원소를 전이금속 전극 소재에 결합해 수소발생 활성도를 크게 향상시키기 위한 연구들이 진행되고 있다. 일반적인 수전해 연구에서는 일정한 작동 조건에서 활동성과 내구성을 향상시키기 위한 연구에 초점을
헬로티 이동재 기자 | 산업통상자원부(이하 산업부)가 기획재정부가 주관하는 ‘2021년 제5차 재정사업평가위원회’ 개최 결과, 수소경제 4대 분야 5개 지역을 대상으로 하는 수소 클러스터 구축사업이 예비타당성조사 대상사업으로 선정되었다고 밝혔다. 총 사업비는 1조2739억원이다. 산업부는 2019년부터 수소산업 생태계를 조기에 구축하고자 지역 특화모델 발굴 및 분야별 클러스터 구축을 위한 ’수소 클러스터 구축 사전타당성 조사‘를 실시했다. 이후 수소경제 4대 분야(생산, 저장‧운송, 활용-연료전지/모빌리티) 클러스터 구축을 위한 지자체 공모절차를 거쳐 전북, 인천, 강원, 울산, 경북 등 5개 지역을 선정했다. 작년부터 지역별 예타사업 신청을 위한 기획보고서 작성 및 재정당국과의 수차례 실무협의를 거친 후 마침내 수소 클러스터 구축사업이 예비타당성조사 대상사업으로 선정됐다는 설명이다. 수소 클러스터 구축사업은 5개 지역 강점요소를 반영해 수소 생산 인프라, 저장‧운송 산업지원, 연료전지 및 모빌리티 기술지원 센터 등 지역별 수소산업 기반 조성을 주요 목적으로 다음과 같이 추진할 계획이다. 먼저 전북에는 새만금 연계 100MW 규모 수전해 설비단지 조성 등 그
헬로티 이동재 기자 | ‘인공 나뭇잎’의 수소 생산 효율을 극대화하는 기술이 개발됐다. 인공 나뭇잎은 식물 광합성 원리를 본떠 물속에서 햇빛을 받아 수소를 만드는 장치로 탄소배출 없이 청정 연료인 수소 생산이 가능해 탄소중립 시대를 앞당길 기술로 주목받고 있다. UNIST 에너지화학공학부 장지현 교수팀은 게르마늄을 인공나뭇잎에 도핑(doping)해 수소 생산 효율을 높이는 제조 기술을 개발했다. 게르마늄은 이론상 뛰어난 도핑제지만 실제로는 다른 도핑제보다 효과가 떨어졌는데, 연구팀이 그 이유를 찾아내 기존보다 효율을 3배 이상 높였다. 인공 나뭇잎 시스템의 핵심은 광촉매다. 식물 엽록소처럼 햇빛을 받아 전자를 만드는 역할을 한다. 광촉매 주재료로는 철의 녹 성분인 산화철이 꼽힌다. 값도 싸고 무엇보다도 물속에서 안정적이기 때문이다. 하지만 산화철은 전기전도도가 낮아 이를 높여 줄 첨가제가 필요하다. 게르마늄도 주요 도핑제 후보 중 하나다. 하지만 이론상 기대치에 비해 실제로는 효과가 크지 않은 의문점이 있어 널리 연구되지 않은 물질이다. 연구팀은 광촉매 전극 제조 과정에서 그 원인을 찾아냈다. 주석(Sn) 성분이 고온의 열처리를 거치면서 광촉매 속으로 침투해
[헬로티] 정유업계가 2일 제2차 ‘정유업계 탄소중립 협의회’를 개최했다. 지난 3월 11일 정유업계가 ‘2050 탄소중립’에 동참하기 위해 ‘정유업계 탄소중립 협의회’를 발족한 후, 이번이 2차 협의회다. 이번 2차 협의회에서는 산업부문 탄소중립 추진을 위한 정부의 다각적인 지원활동을 설명하는 한편, 보다 본격적으로 ’2050 탄소중립‘을 달성하기 위해 정유업계가 추진해야 할 기술개발 방향 등을 논의하고자 마련됐다. 에너지경제연구원의 정준환 석유정책연구팀장은 ‘IEA 2050 탄소중립 로드맵’에서 2050년 전체 에너지공급의 66%는(2020년 12%) 태양광, 풍력 등 재생에너지가 차지할 것이며, 화석연료 비중은 23% 수준(2020년 82%)으로 급감한다고 발표한 것을 언급하며, “향후 정유기업도 화석연료 수요감소에 대비해, 청정에너지에 대한 투자를 높이되, 수소 생산, 바이오 연·원료, 해상풍력 등 정유기업이 경쟁력을 보유한 분야에 대한 투자가 필요하다”고 발표했다. 에너지기술연구원의 박기태 탄소전환연구실장은 ‘정유업계 탄소중립 기술개발 로드맵 추진계획’을 통해 공정에 투입되는 원유 대체 원료를 개발하는 등 정유업계 탄소감축을 위한 대표적인 핵심기술을
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