한국에너지기술연구원(원장 황주호)은 신재생에너지를 통해 고온·고압의 폐열과 수증기를 재활용할 목적으로 평관형 고체산화물 스택을 이용한 고온수전해 수소제조 기술을 세계 최초로 확보했다고 21일 밝혔다. 수전해 기술이란 물에 전기와 열을 가해 전기화학적인 분해 반응을 일으켜 수소와 산소를 분리하는 공정이다. 특히 고온수전해기술은 폐열을 재활용하는 청정수소 대량 제조 기술로, 차세대 수소 제조 기술로 주목받고 있다.

우상국 에너지연 박사 연구팀은 기존의 평판형 셀과 원통형 셀의 장점을 동시에 취한 평관형 고체산화물셀을 개발, 평판형 셀에 비해 강도가 우수하고 밀봉이 용이해 집적도가 높은 독자적인 세라믹 셀을 개발했다. 개발된 평관형 고체산화물 수전해 장치는 평평하고 얇은 튜브형 셀을 이용한 세계 유일의 고온형 수전해 스택으로 850℃ 이상의 고온에서 물로부터 시간당 200L 이상의 수소를 만들어 낼 수 있다. 이같은 생산 방식은 80℃ 이하의 저온형 수전해 방식에 비해 약 15% 이상 효율이 높다.

우 박사 연구팀은 최근 평관형 단위셀 10장을 적층한 스택을 이용해 2000시간 연속 운전을 성공적으로 수행, 200L/h 수소 제조용 스택 모듈 개발에 성공했다. 향후 350L/h 대용량제조기술 개발에 성공할 경우 국내외 수전해 기술의 선두주자로 자리매김할 수 있을 것으로 예상되고 있다.

우상국 박사는 "화석연료로 수소를 만들 경우, 한정된 자원을 사용할 뿐 아니라 필연적으로 오염물질을 배출하기 때문에 장기적으로는 지양해야 할 방법"이라며 "신재생에너지를 이용해 수소를 만들어내는 방법 중 고온수전해 수소 생산 기술이 경제성 측면에서 우수하기에 미래 수소 생산 기술의 중심이 될 것으로 기대한다"고 말했다.