알아봅시다 [알아봅시다] [기술패권 시대 우리말] ⑧풀어드립니다...수전해수소·수소연료전지
2023.10.08 13:27
[알아봅시다] [기술패권 시대 우리말] ⑧풀어드립니다...수전해수소·수소연료전지
[기술패권 시대 우리말] ⑧풀어드립니다...수전해수소·수소연료전지
입력2023.10.08. 오전 8:01
정부는 범부처 민관합동으로 ‘12대 국가전략기술’ 육성 프로젝트를 준비하고 있다. 하지만 해당 과학기술 용어들을 어렵게 느끼는 사람들이 많아(관련기사: "처음 들어봐요"…난해한 전략기술 용어, 육성 걸림돌 우려) 국민들의 이목을 끌어당기기엔 한계가 있는 상황이다.
수소 분야도 수전해, 수소연료전지 등의 용어가 친숙하게 느껴지기 어려운 만큼 용어 풀이가 필요하다. 수소는 환경친화적이며 지속 사용이 가능한 에너지원이라는 잠재력을 갖고 있어 차세대 기술로 주목받고 있다. 정부가 육성하려는 수소 분야 세부 중점기술 내용과 육성 이유는 아래와 같다.
● 수전해 수소생산
수전해는 물을 전기 분해해서 산소와 수소를 생산하는 장치다. 물과 전기만 있으면 지속적으로 수소를 생산할 수 있고 이산화탄소가 배출되지 않아 친환경 에너지 기술로 각광받고 있다. 탄소 중립을 목표로 많은 국가들이 이 같은 '그린수소' 생산 계획을 진행하고 있다.
수전해에 대한 연구는 대부분 촉매에 대한 연구로, 상용화를 위한 활성 및 내구성 향상 등에 대한 연구가 진행되고 있다. 현재는 낮은 활성과 내구성으로 기술 상용화에 한계가 있다.
촉매 개발뿐 아니라 지지체 도입 등 성능과 내구성을 증가시킬 수 있는 전략 제시 또한 필요하다. 일반적인 산화물 지지체는 전기 전도도가 낮고 전극 구조가 비효율적이다.
수전해는 전해질, 이온 사용에 따라 알칼리 수전해, 양이온 교환막 수전해, 음이온 교환막 수전해, 고체 산화물 수전해 등으로 나뉘는데 각 방법에 따라 부식 환경이 형성되거나 수소와 산소 혼입 위험이 있거나, 고비용이 소요되거나, 내구성이 떨어지는 등의 단점이 있어 이들을 극복할 수 있는 기술 육성 또한 필요하다.
● 수소저장·운송
수소 에너지가 상용화되려면 수소를 저장하고 운송하는 기술 또한 필요하다. 수소 기체 운송, 액화 운송, 액상 운송할 때 배관, 튜브 트레일러 운송 방식 등이 사용된다. 배관 운송은 운송량이 적을 때 주로 쓰이고 튜브 트레일러는 장거리 공급에 용이하다.
저장과 관련해서는 수소가 고온·고압 환경에 누출되지 않도록 하는 안전 기술이 필요하고, 운송과 관련해서는 에너지 손실과 안전 문제 등에 대비가 필요하다. 대량으로 해상 운송하려면 액화 저장이 필요한 데, 이때 소비되는 전력이나 온실가스 배출 문제 등도 풀어가야 할 과제다.
● 수소연료전지 및 발전
수소연료전지는 수소를 이용해 전기에너지를 만드는 장치로, 자동차 등 탈것, 주거, 건설 등에 이미 적용되고 있다. 화석연료 대비 에너지 손실이 적어 효율이 높으며 이산화탄소, 황산화물 등 오염물질이 적은 친환경성이 강점이다.
가장 대표적인 상용화 적용 사례는 수소전기차가 있다. 수소로 전기에너지를 생산해 구동모터를 통해 운동에너지를 만들고 차가 움직이도록 만든다. 하지만 고온, 고압에서 폭발할 수 있어 여전히 안전성 문제가 가장 큰 과제이며 아직은 여러 차량 모델에 호환성을 갖는 전지도 개발되지 않고 있다.
저장과 운반에 많은 공간이 필요하고 무게가 무거워 자동차의 성능과 이동에 제한이 생기기도 한다. 비용이 높다는 점도 한계이며 수소연료전지가 상용화되려면 안전성을 확보하고 충격, 방수, 방진, 부식 등을 개선하는 기술도 필요하다.
유성종 한국과학기술연구원(KIST) 수소·연료전지연구센터 책임연구원은 수소 기술 육성이 필요한 이유에 대해 “수소는 친환경 에너지원으로 환경 보호, 에너지 안정성, 산업 혁신, 교통 분야 혁신 등 다양한 이점을 제공한다”며 “신재생 에너지 저장, 석유 대체, 에너지 안보 강화, 경제 기회 창출 등을 통해 미래 에너지 분야에 큰 잠재력을 가지고 있으며 지속적인 연구와 투자가 필요하다”고 말했다.
[출처] https://n.news.naver.com/article/584/0000024516?ntype=RANKING
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