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'그린수소'통합검색 결과 입니다. (8건)

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차세대 수소 생산 "기술적 진전"…값비싼 촉매 사용량 98.5% 줄여

국내 연구진이 그린수소 생산 핵심 기술인 음이온 교환막 수전해(AEMWE)에서 촉매 사용량과 내구성, 효율을 획기적으로 개선하는데 성공했다. 한국과학기술연구원(KIST)은 극한물성소재연구센터 나종범 선임연구원과 김종민 책임연구원 연구팀(이상 교신저자)이 원자 하나로 제어할 수 있는 단원자 올인원(All-in-one) 촉매와 무접착 전극 기술을 결합한 차세대 수전해 촉매 소재를 개발했다고 8일 밝혔다. 연구결과는 국제 학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈'(Advanced Energy Materials, IF:26.0, JCR : 2.5%) 최신 호에 게재됐다. 논문 제1저자는 극한물성소재연구센터 응우옌 퀸 프엉(Ngo Quynh Phuong) 박사후연구원과 백새얀 학생연구원이다. 연구팀은 "수소 발생 반응과 산소 발생 반응을 하나의 전극에서 안정적으로 동시에 수행할 수 있는 것이 특징"이라며 "차세대 그린수소 생산을 위한 기술적 진전"이라고 평가했다. 기존 수전해 시스템은 수소 발생 반응(HER)과 산소 발생 반응(OER)에 서로 다른 촉매와 전극 구조를 써야했다. 또 촉매로 고가 귀금속 사용이 불가피했다. 전극에 촉매를 고정하는 접착제가 전기 흐름을 저해하거나 장시간 운전 시 촉매 탈락을 유발했다. 연구팀은 원자 단위 정밀 제어 기술로 기존 덩어리 형태의 이리듐(Ir) 귀금속 대신 원자단위로 분산시킨 이리듐을 망간(Mn)-니켈(Ni)-피틴산(Phytic acid) 기반 이중층수산화물 지지체 표면에 균일하게 배치했다. 이는 하나의 커다란 바위를 사용하는 대신, 작은 모래알을 넓게 펼쳐 놓은 것과 같은 원리로 이리듐 극소량 만으로도 물 분해 반응이 일어나는 면적을 극대화할 수 있다. 특히, 이리듐 단원자는 지지체와 강한 상호작용을 통해 수소 발생 반응이 일어나는 직접적인 활성점으로 작용하는 한편 산소 발생 반응이 일어나는 니켈 기반 활성점 촉매 성능을 강화하는 역할을 했다. 나종범 선임연구원은 "하나의 단원자 촉매가 두 반응 모두 적합한 반응성을 갖는 양기능성 촉매 특성을 구현했다"며 "촉매를 전극 표면에 직접 성장시키는 방식으로 별도 접착제를 사용하지 않는 전극 구조를 구현했다"고 말했다. 실험결과 이 기술은 이리듐 촉매 사용량을 최대 98.5%까지 줄였다. 수소 및 산소 발생 반응에서 이 촉매를 양극과 음극에 적용한 결과 2.0V에서 1.64 A·cm⁻²를 달성했다. 이는 1㎠(손톱보다 조금 큰 면적)당 1.64A의 전류가 흐른다는 것을 의미한다. 또 음이온 교환막 수전해 시스템에서 300시간 이상 ㎠당 1A로 연속 운전 뒤에도 성능저하가 거의 없는 안정성을 나타냈다. 나종범 선임연구원은 "수전해 시스템의 경제성과 내구성을 동시에 향상시킬 수 있는 기술적 가능성을 제시한 것"이라며 "수전해 장치 상용화를 앞당기고, 수소 에너지 확대에 실질적인 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

2026.02.08 12:00박희범 기자

한수원, 그린수소로 초혁신경제 토대 마련…그린수소 초격차 기술 확보

한국수력원자력은 제주대학교와 그린수소 초혁신 기술 상용화를 위한 업무협약을 체결했다고 밝혔다. 한수원은 이번 협약으로 그린수소 초격차 기술을 확보해 대용량 그린수소 경제성을 개선해 사업화를 촉진한다는 계획이다. 한수원과 제주대는 협약에 따라 ▲제주 그린수소 글로벌 허브 조성 ▲그린수소로 초혁신경제 대전환을 위한 기술개발 ▲제주 2035 탄소중립 이행과 확산에 필요한 사항 등에 적극 협력하기로 했다. 한수원은 원자력 청정수소 생산 외에도 2022년부터 부안 2.5MW, 제주 10.9MW 규모 상용급 그린수소 생산 플랜트 구축 사업을 수행하고 있다. 한수원은 제주에 그린수소 통합제어 플랫폼을 구축해 재생에너지 간헐성을 보완할 수 있는 수전해 운전기술을 개발할 계획이다. 전대욱 한수원 사장 직무대행은 “그린수소는 탄소중립 실현을 위한 핵심 수단이자 미래 성장 산업으로, 제주는 우리나라 여건에 맞는 그린수소 생산의 최적지”라며 “이번 제주대학교와의 협력을 통해 그린수소 경쟁력을 확보하는 데에 힘쓰겠다”고 밝혔다.

2026.01.20 21:02주문정 기자

산업부, 그린수소 생산역량 강화를 위해 대규모 실증사업 추진

산업부가 그린수소 생산역량 강화를 위해 대규모 실증사업을 추진한다. 산업통상자원부는 24일부터 26일까지 제주 국제컨벤션센터에서 열린 '2025 그린수소 글로벌 포럼'에서 제주도·서남해 등 재생에너지 밀집지역에 50~100MW급 대규모 그린수소 생산 실증사업을 추진할 계획이라고 밝혔다. 산업부의 실증사업은 새 정부의 15대 초혁신경제 선도 프로젝트로 선정돼 산업부·기획재정부 등 정부 부처와 산학연이 참여하는 합동 추진단을 구성하고, 재정·세제·금융·규제개선 등 국가 역량을 총동원해 집중 지원한다. 박덕열 산업부 수소경제정책관은 “청정수소 기반 수소경제 구현을 위해서는 국제적인 협력과 연대가 필요하다”며 “그린수소 글로벌 포럼을 통해 성공경험을 공유하고 협력을 강화해 나가는 협력의 장이 만들어지기를 기대한다”고 말했다. 제주도가 주최하고 산업부와 현대자동차 등이 후원하는 이번 포럼에는 IEA·글로벌녹색성장기구와 독일·덴마크·태국 등 주요국 대사관 등 9개국 106개 기관·기업·대학이 참석해 '그린수소와 분산에너지로 여는 K-탄소중립 이니셔티브'를 주제로 각국 정책과 기술·시장 동향을 공유하고 그린수소 생태계 구현 방안을 논의했다. 한편, 산업부와 제주도는 그린수소 생산역량 확보를 위해 2017년 250kW급 수전해 실증(2017~2021, 상명)을 시작으로, 행원 3.3MW 수전해 단지(2020~2024) 구축을 완료했다. 최근에는 10.9MW 수전해 단지를 2027년까지 북촌에 구축 중이다. 특히, 3.3MW 행원단지는 지난해 9월부터 하루에 약 200kg의 수소를 생산, 도내 수소버스(17대)와 수소 승용차에 공급하고 있다.

2025.09.25 15:18주문정 기자

그린수소 생산 효율 65%, 셀 수명은 8배 ↑

그린수소를 더 값싸게, 효율적으로 생산할 수 있는 획기적인 기술이 개발됐다. UNIST 에너지화학공학과 송현곤 교수팀은 생체 조효소 FAD(플라빈 아데닌 다이뉴클레오타이드)를 전극 표면에 입혀 저전압으로 수소를 생산하고 이를 바로 액상 유기물에 저장할 수 있는 전기화학 시스템을 개발했다고 26일 밝혔다. 이 시스템은 수소를 만들어 기체 상태가 아닌 액상 유기물에 비로 저장할 수 있어 수소 생산 비용 뿐만 아니라 저장·운반 비용까지 줄일 수 있다. 백금 전극에서 포름산(HCOOH)이 산화돼 나온 전자가 반대편 팔라듐 전극 수소이온(H⁺)과 만나 수소(H)를 만든다. 이때 만들어진 수소는 팔라듐 금속막을 그대로 통과, 그 뒤편의 액상 유기물 속에 저장된다. 연구팀은 "FAD 조효소를 양쪽 전극에 입혀 수소이온(H⁺) 흡착량을 3배 이상 늘렸다"고 말했다. 10 mA/cm²의 전류 밀도에서도 셀 전압은 기존(1.7V) 대비 1.1V 감소한 0.6 V 이하로 유지한다. 기존보다 65% 개선한 수치다. 또한, 팔라듐(Pd) 금속막을 통해 생성된 수소를 액상 유기물(톨루엔) 속에 저장하는 액체유기수소운반체(LOHC) 시스템도 함께 구현해, 수소 생산과 저장을 하나의 시스템 안에서 동시에 가능케 했다. 수명도 기존 대비 8배 늘어난 100시간 이상 연속 작동에서도 성능 저하가 없다. 셀 작동 전압이 높을수록 전력 소모가 많고 수명이 준다. 송현곤 에너지화학공학과 교수는 "기체 상태 수소를 액상 유기물에 주입하는 별도 공정이 필요 없는 것이 이 기술의 장점"이라고 말했다. 제 1저자인 이지수 연구원은 “액상 유기물에서 수소를 저장할 때는 기체 상태의 수소(H₂)를 고압으로 주입하거나 반응 조건을 맞추는 추가 공정이 필요한데, 이 기술은 전극에서 발생한 수소를 원자 형태(H)로 바로 액상 유기물에 저장한다”고 부연 설명했다. 송 교수는 “생체 분자가 가진 전자·양성자 운반 특성을 전기화학 시스템에 접목해, 수소 생산과 저장을 동시에 해결할 수 있게 됐다”며 “고압 용기 없이 수소를 저장하는 새로운 방법"이라고 말했다. 연구 성과는 국제학술지 '응용 촉매 B: 환경과 에너지(Applied Catalysis B: Environmental and Energy)' 에 7월 2일자 온라인으로 게재됐다.

2025.08.26 08:00박희범 기자

국내 첫 수력에너지로 생산한 그린수소 공급 개시

국내에서는 처음으로 수력발전으로 생산한 전기로 만든 그린수소가 본격 공급된다. 환경부와 한국수자원공사(대표 윤석대)는 23일 경기도 성남 소재 성남정수장에서 그린수소 출하 기념행사를 개최하고 수력에너지로 생산한 그린수소를 수소충전소에 본격적으로 공급한다고 22일 밝혔다. 친환경 재생에너지인 수력발전으로 생산한 전기를 이용해 물을 전기분해해서 만든 그린수소를 수소충전소에 공급하는 국내 첫 번째 사례다. 성남정수장 그린수소 생산시설은 '2050 탄소중립' 실현을 위한 수소차 보급 확대 기반을 마련하기 위해 2022년부터 추진한 사업으로 총 44억원(국비 31억원, 수자원공사 13억원)의 자금을 투입해 구축했다. 성남정수장 그린수소 생산시설에서는 하루 최대 수소승용차 기준 약 40대 충전량인 188kg, 연간 최대 62톤의 그린수소를 생산할 수 있다. 올해 9월까지는 운송차량을 이용해 성남시 수소충전소에 그린수소가 공급되며 10월부터는 성남정수장 인근에 설치되는 수소충전소에 배관을 통해 공급될 예정이다. 환경부는 수력에너지를 이용한 그린수소 생산시설을 밀양시·충주시와 협력해 밀양댐과 충주댐에도 구축하고 있다. 시설이 완공되는 2028년부터는 하루에 수소 승용차 214대를 충전할 수 있는 그린수소 1천69kg을 매일 추가로 생산한다. 환경부와 수자원공사는 앞으로 지자체와 협력해 재생에너지를 활용한 그린수소 생산시설 구축 사업을 지속해서 추진해 지역에서 필요한 수소를 지역에서 생산하는 '지역자립형 수소 생산체계'를 구축할 계획이다. 류필무 환경부 대기미래전략과장은 “이번 그린수소의 수소충전소 공급은 기후위기 시대 청정에너지인 그린수소를 생산 실증단계를 넘어 본격적인 활용단계로 전환했다는 데 의미가 있다”며 “차량용 그린수소의 안정적 공급망을 지속적으로 구축해 수소차 보급 확대는 물론 국내 수소경제 활성화에도 기여하겠다”고 밝혔다.

2025.07.22 13:36주문정 기자

이재명 "2030년까지 서해안 '에너지 고속도로' 구축"

이재명 더불어민주당 대선 경선 후보가 SNS를 통해 2030년까지 서해안 '에너지 고속도로'를 구축하겠다고 24일 밝혔다. 20GW 규모의 남서해안 해상풍력을 해상 전력망을 통해 주요 산업지대로 송전하고, 전국에 소비 전력 100%를 재생에너지로 충당하는 'RE100 산단'을 확대한다는 목표다. 이후 2040년까지 'U'자형 한반도 에너지고속도로 건설을 시작해 한반도 전역에 해상망을 구축하겠다고 했다. 이재명 후보는 "OECD 38개 회원국 중 우리나라 재생에너지 발전 비중은 여전히 최하위 수준"이라며 "우리나라 에너지 비중은 원자력 31.7%, 석탄 28.1%, LNG 28.1%, 재생에너지 9.5%, 신에너지 1%"라고 짚었다. 석탄 비중을 최소화하고 LNG 비중도 줄이면서 재생에너지 비율을 신속히 늘려나가야 한다는 입장이다. 이를 위해 풍력과 태양광이 풍부한 전남·전북 지역 전력망 연결을 확장해 기후 위기에 대응하고, 재생에너지를 늘려 안정적인 공급 체계를 구축하겠다고 했다. 이 후보는 "우리 기업들은 재생에너지 공급량이 부족해 EU 탄소국경조정제도나 글로벌기업에 적용되는 RE100에 제대로 대비하지 못했다"며 "전력망 부족으로 재생에너지 신규 보급조차 막힌 상황"이라고 지적했다. 지역에서 생산된 전력을 해당 지역에서 소비하는 분산형 에너지 체계 정립도 예고했다. 전력 수요가 많은 기업들이 현재 수도권에 집중돼 돼있는데, 분산 에너지 편익 제공과 인센티브 강화로 이들 기업을 지역에 유치해 지역경제를 살린다는 구상이다. 에너지 고속도로 사업 추진 과정에서 재생에너지와 전력망, ESS 산업 경쟁력을 강화하고, 히트펌프와 그린수소 등 탄소중립 산업과 전기차, 이차전지 등 연계 산업에 투자하겠다는 방침이다. 이 후보는 "햇빛과 바람 에너지를 에너지저장장치(ESS), 그린수소, 히트펌프 등과 연계하고, 인공지능(AI) 기반 지능형 전력망을 활용해 에너지 자립마을을 만들겠다"며 "재생에너지와 탄소중립 산업을 대한민국 경제를 책임질 '제2의 반도체 산업'으로 만들겠다"고 했다. 이어 "에너지 산업을 지역균형발전 핵심으로 키우고, 대한민국을 대표하는 산업으로 만들겠다"며 "선박, 건설 중장비, 농기계 등의 전동화도 서둘러 대한민국 제조업의 지속 가능한 성장을 이끌겠다"고 강조했다. 전남 신안군이 태양광 발전소를 통해 주민들에게 총 220억원을 배당한 사례를 언급하면서, 이같은 정책이 지방 소멸에도 대응할 수 있다고 설명했다. 이 후보는 "신안군의 경우 2032년이면 1인당 연 600만원 배당도 가능하다"며 "이런 성과 덕분에 신안군은 인구 소멸 위기 지역 중 유일하게 인구가 늘고 있다"고 했다. 이 후보는 "김대중 대통령은 '정보화고속도로'로 IMF 경제위기를 극복했다"며 "에너지고속도로로 세계를 주도하는 K-이니셔티브 시대를 열겠다"고 했다.

2025.04.24 10:10김윤희 기자

한전KDN, 지필로스와 그린수소 기술협력·신사업 개발 협력

한전KDN(대표 박상형)은 지필로스(대표 박가우)와 국내외 그린수소 분야 기술 개발 협력과 사업모델 발굴을 위한 업무협약을 체결했다고 16일 밝혔다. 한전KDN과 지필로스는 전략적 기술협력으로 국내 그린수소 산업의 정보통신기술(ICT) 분야 기술 자립으로 수소산업을 선도한다는 계획이다. 한전KDN과 지필로스는 협약에 따라 ▲지능형 그린에너지(수전해·BESS) 통합제어 기술 확보 ▲국내외 그린수소 솔루션 개발(R&D) 등을 공동으로 수행해 그린수소 분야 기술자립과 산업 활성화에 필요한 핵심 기술을 선도적으로 개발·적용해 나갈 계획이다. 한전KDN은 협약 이행을 위해 그린수소 데이터 수집·분석·처리 플랫폼와 통합운영센터 구축으로 그린수소 생산에 필요한 최적 전력량 분석과 설비별 정보 통합 관리로 실시간 안전운영 모니터링과 AI 기반 수소 생산 예측 관리 기술을 지원한다. 수전해 P2G 시스템 통합 솔루션을 보유한 지필로스는 알카라인·PEM 수전해 생산설비 지원과 관련 설비의 운영기술을 지원한다. 양사는 앞으로 국내외 수소산업 분야 통합운영·제어센터 분야 기술공유와 수전해시스템 데이터 연계 기술 등 첨단 에너지 ICT 솔루션을 구현해 수소산업의 디지털 혁신을 선도한다는 구상이다. 박가우 지필로스 대표는 “양사 협력은 국내 그린수소 기술 자립을 위한 중요한 발판이 될 것”이라며 “지필로스의 생산 기술과 한전KDN의 ICT 플랫폼 기술협력으로 국내 수소산업의 디지털 혁신을 앞당기는 데 적극 노력하겠다”고 말했다. 박상형 한전KDN 사장은 “글로벌 환경 문제 해결을 위한 탄소중립에 있어 수소산업의 역할은 매우 중요한 부분을 차지하게 될 것”이라며 “지속가능한 수소 생태계 디지털 전환에 필수적인 에너지 ICT와 전력제어기술의 융합, 수소 생산 전주기 클라우드 지원으로 깨끗하고 안전한 에너지를 국민에게 제공할 수 있도록 최선의 노력을 기울이겠다”고 밝혔다.

2025.04.16 13:50주문정 기자

KAIST, 100년 넘은 암모니아 생산방식 바꿔 생산성 7배↑

획기적인 수소생산 공정 촉매 기술이 개발돼 학계 관심을 끌었다. KAIST(총장 이광형)는 생명화학공학과 최민기 교수 연구팀이 에너지 소비와 이산화탄소 배출량을 크게 줄이면서도 암모니아 생산성을 획기적으로 높일 수 있는 혁신적인 촉매 시스템을 개발했다고 11일 밝혔다. 현재 암모니아는 철(Fe) 기반 촉매를 이용해 하버-보슈 공정이라는 100년 넘은 기술로 생산된다. 하지만, 이 방식은 500℃ 이상의 고온과 100기압 이상의 고압이 필요하다. 에너지 소비와 이산화탄소 배출이 크다. 이에 따라 제조나 유통비용도 만만치 않다. 최근엔 물을 전기로 분해하는 수전해 기술을 이용해 그린 수소로 저온·저압(300도,10기압)에서 암모니아를 합성하는 친환경 공정이 주목받고 있지만, 이에도 문제가 있다. 낮은 온도와 압력에서도 암모니아 생산성을 확보할 수 있는 촉매 개발이 필수적으로 따라가야 하는데, 아직까지 이를 해결하지 못했다. 연구팀은 이에 대한 답을 '탄소'에서 찾았다. 최민기 교수는 "기존의 절연성 산화마그네슘 대신, 전자 이동이 자유로운 탄소 지지체를 사용했더니 촉매 시스템의 작동 방식이 크게 변화했다"며 "이 구조에서는 산화바륨이 루테늄과 직접 계면을 이루지 않아도 수소이온과 전자의 분리 저장이 가능했다"고 설명했다. 최 교수는 "더 놀라운 점은 탄소 지지체의 나노 구조를 제어함에 따라 촉매 성능이 크게 달라졌다는 점"이라며 "기존 최고 수준인 산화마그네슘 기반 촉매보다 무려 7배 향상된 암모니아 합성 성능을 확인했다"고 부연설명했다. 최 교수는 또 "이번 연구결과에 대해 학계가 주목 중"이라며 "기존의 대규모 공장 중심 생산 방식에서 벗어나 분산형 소규모 암모니아 생산이 가능해질 것"으로 기대했다. 연구에는 생명화학공학과 최민기 교수가 교신저자, 백예준 연구생(박사과정)이 제 1 저자로 참여했다. 연구 결과는 촉매 화학 분야 국제 학술지인 '네이처 카탈리시스(Nature Catalysis)'에 지난 2월 24일 게재됐다.

2025.03.11 08:07박희범 기자

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