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'PEM'통합검색 결과 입니다. (3건)

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화학연 "2030년 수소 저장 기술 상용화 가능"

국내 연구진이 전기화학 방식의 수소 저장 기술 성능을 크게 향상시킬 수 있는 고분자 전해질막을 개발했다. 한국화학연구원(원장 이영국)은 'SPAES'라는 탄화수소 기반 고분자 전해질막을 적용해 전기화학적 LOHC(액체 유기 수소운반체) 수소화 방식에 쓰이는 차세대 수소 저장용 분리막 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 연구는 화학연 소순용 박사와 연세대학교 이상영 교수 연구팀이 진행했다. 나피온(Nafion) 등 기존 상용화된 과불소계 양이온 교환막(PEM)의 단점이던 톨루엔 투과성을 60% 이상 줄이고 수소화 반응 효율은 72.8%까지 끌어올렸다. LOHC는 수소를 저장하고 운송하기에 적합한 액체 화합물이다. 기존 기체 수소는 압축(100 bar 이상) 및 액화(-252.9 ℃)를 통해 운송해야 하는 문제가 있다. 연구팀은 탄화수소 기반의 'SPAES 분리막'을 새로 설계, 분리막을 통한 프로톤 전달 성능은 유지하면서도 톨루엔 투과를 최소화했다. 고분자 전해질막의 친수성 도메인을 2.1㎚로 좁혀 톨루엔 확산도를 낮췄다. 소순용 박사는 "물길처럼 이온이 지나가는 막 속 통로(친수성 도메인)를 머리카락 굵기의 5만 분의 1 크기로 아주 좁게 설계했다"며 "톨루엔이 막을 통과하는 속도를 기존보다 약 20배나 느리게 만들었다"고 말했다. 이 결과, 톨루엔 투과량은 60% 감소했다. 수소화 반응 효율(Faradaic 효율)은 기존 나피온의 68.4% 보다 높은 72.8%를 기록했다. 장시간(48시간) 구동 성능도 우수했다. 전압 강하율이 나피온(1,270 mV/h)에 비해 SPAES 적용 시 약 40% 개선됐다(728 mV/h) 소순용 박사는 "향후 발생한 전기를 바로 저장할 수 있는 통합형 소자 개발과 함께, 독립형 고효율 수소 저장 시스템을 구축한다면 2030년경 상용화가 가능할 것"으로 전망했다. 소 박사는 “전기화학 기반 수소 저장 기술의 병목이었던 분리막의 한계를 극복한 성과로, 기존 수소저장·운송 기술의 대안을 제시했다”고 말했다. 이영국 원장은 “이번 기술은 수소연료전지차, 수소 발전 등 다양한 친환경 에너지 시스템에 적용 가능성이 커, 수소 경제 활성화에 기여할 것"으로 기대했다. 연구결과는 국제학술지 '소재 화학' 표지논문으로 게재됐다.

2025.04.20 12:00박희범

가스공사, 제주 1MW PEM 활용 '그린수소' 생산 성공

한국가스공사(대표 최연혜)는 국내 최초로 제주 1MW PEM 수전해 시스템을 활용해 그린수소생산에 성공했다고 28일 밝혔다. 그린수소는 풍력·태양광 등 재생에너지 전력으로 물을 전기분해해 생산한 수소로 생산과정에서 이산화탄소가 배출되지 않는다. 정부의 탄소중립정책에 발맞춰 수소사업을 추진하고 있는 가스공사는 지난 2020년, 제주에너지공사가 주관하는 '그린수소 생산 및 저장시스템 기술개발사업' 컨소시엄에 참여했다. 2022년 당시 국내에는 40기압의 고압을 활용하는 PEM(Polymer Electrolyte Membrane) 수전해 시스템에 대한 안전성 평가방법이 부재함에 따라, 가스공사는 설비 제작사와 함께 정부의 규제특례를 적용받아 안전성을 확보했다. 가스공사는 7월부터 국내 최초로 1MW급 'PEM 수전해 시스템'을 제주도 행원실증단지에 성공적으로 구축하고, 시간당 18kg의 수소를 생산해 '제주 함덕 그린수소 충전소'에 공급함으로써 '제주 탄소 없는 섬' 실현에 적극 기여하고 있다. 18kg의 수소는 수소버스 1대가 하루 동안 사용할 수 있는 양이다. 가스공사는 실증연구를 통해 MW급 PEM 수전해 시스템 운영기술을 확보했다. 실증단지 내 참여기업과 함께 2025년 30대의 수소연료전지버스 실증사업에 필요한 수소공급 사업에 기여할 것으로 내다봤다. 가스공사 관계자는 “가스공사는 정부의 2050 탄소중립정책에 적극 부응하기 위해 수소사업 기반을 단계적으로 구축하고 있다”며 “이 사업을 통해 그린수소 생산에 대한 운영기술을 고도화하여 급변하는 에너지시장에서 지속가능한 성장을 추구해나가겠다”고 말했다.

2024.07.28 15:54주문정

"2030년까지 청정수소 생산기술 100% 국산화" 선언

정부가 청정수소 생산기술 100% 국산화에 도전장을 내밀었다. 과학기술정보통신부는 수소 생산기술 국산화를 위한 국가 수소 중점연구실 5개를 출범하고, 17일 과학기술회관에서 '청정수소 생산기술 혁신포럼'을 개최했다. 과기정통부가 수소에 연구 역량을 집중할 분야는 ▲알카라인 수전해 ▲고분자전해질(PEM) 수전해 ▲고체산화물 수전해 ▲음이온교환막 수전해 ▲액상유기수소운반체 등이다. 이 핵심 5개 분야에 국가 수소 중점연구실을 선제적으로 지정, 운영할 계획이다. 우선 알카라인 수전해 부문은 한국에너지기술연구원이 주관을 맡았다. 한국생산기술연구원과 산과학기술원이 참여기관이다. PEM 수전해 부문은 한국과학기술연구원이 주관한다. 한국화학연구원과 KAIST가 참여한다. 고체산화물 수전해 부문에서는 한국에너지기술연구원이 주관하고, 한국과학기술연구원・한국세라믹기술원・한국원자력연구원・서울대학교・연세대학교・광주과학기술원 등 11개 기관이 참여한다. 음이온교환막 수전해 부문은 한국재료연구원이 주관기관이다. 참여기관은 포항공과대학교・포항가속기연구소・서울과학기술대학교・중앙대학교・국민대학교・성균관대학교・고려대학교 등 23개 기관이다. 마지막으로 액상유기수소운반체 부문은 한국화학연구원이 주관한다. 고등기술연구원・한양대학교 등 6개 기관이 참여한다. 이상윤 1차관은 “국가 에너지 자립률 향상과 무탄소 에너지 사회로의 전환을 위해 수소 기술개발에 지원을 아끼지 않을 방침"이라며 “청정수소 생산기술 혁신 방안을 지속 논의해 나갈 것"이라고 말했다.

2024.07.18 01:40박희범

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