고체수소 저장 기술

 고체수소 저장 기술의 필요성

- 수소의 에너지 밀도: 수소는 에너지 밀도가 낮아 기체 상태로 운송할 경우 효율이 떨어진다.

- 고압수소 방식: 현재 가장 흔히 사용되는 방법은 고압으로 압축한 수소를 튜브 트레일러로 운송하는 방식이다.

- 제한된 운송량: 고압수소 방식으로 운송할 수 있는 수소의 양은 제한적이며, 이로 인해 안전 문제가 발생할 수 있다.

- 효율적인 저장 기술 필요: 이러한 문제를 해결하기 위해 보다 효율적인 수소 저장 기술이 요구되고 있다.

고체수소 저장 기술의 장점

- 저압에서도 높은 저장 밀도: 고체수소 저장기술은 고압 수소에 비해 낮은 압력에서도 높은 부피 저장 밀도를 유지할 수 있는 장점이 있다.

- 기술 개발의 어려움: 그러나 합금 조성 설계 및 흡착·방출 성능 최적화 기술 개발에는 어려움이 따른다.

- 기술적 도전: 이러한 기술적 도전은 고체수소 저장 기술의 상용화에 중요한 요소로 작용한다.

수소저장합금 개발 성과

- 연구팀의 성과: 한국생산기술연구원 기능성소재부품그룹의 박형기 및 나태욱 수석연구원 공동 연구팀이 수소저장합금 원천 성분계를 개발하였다.

- 고체수소 저장 모듈 제조: 이 성분계를 활용하여 고체수소 저장 모듈을 제조하는 데 성공하였다.

- 수소저장합금의 정의: 수소저장합금은 수소를 흡수하여 고체 상태로 저장할 수 있는 소재이다.

고체수소 저장 모듈의 성능

- 부피 저장 밀도: 시스템 기준으로 1㎥ 당 약 50㎏의 수소 저장이 가능한 부피 저장 밀도를 갖고 있다.

- 저압에서의 저장 가능성: 연구팀은 수소저장합금의 수소 흡·방출 압력을 사용처에 따라 정밀하게 제어하는 방식으로 최적의 합금 성분계를 설계하였다.

- 상온에서의 저장: 설계된 합금은 10기압 이하의 저압에서도 별도의 압축이나 냉각 없이 상온에서 수소를 저장할 수 있다.

실증 연구 및 협력

- ㈜하이드로켐과의 협력: 연구팀은 개발된 소재 및 시스템 실증을 위해 ㈜하이드로켐과 협력하여 수소저장합금 300㎏이 장입된 고체수소 저장 모듈을 개발하였다.

- 하이드로켐의 전문성: ㈜하이드로켐은 수소 관련 소재 및 촉매 제조 전문기업으로, 수소 센서와 수소 제거 장치를 연계하여 고체수소 저장 모듈을 제조하는 데 성공하였다.

- 안정성 확보: 개발된 모듈은 별도의 압축이나 냉각 없이 10기압 이하의 환경에서 수소 5.6㎏ 저장이 가능하며, 충전과 방출 과정에서도 안정성을 확보할 수 있도록 설계되었다.

안전성과 대형화 계획

- 후속 연구 추진: 박형기 수석연구원은 “개발된 성과를 기반으로 하이드로켐과 협력해 고체수소 저장 모듈을 대형화하는 후속 연구를 추진 중”이라고 밝혔다.

- 대량 저장 기술 개발: 도심이나 발전소 등에서 대량의 수소를 안전하게 저장할 수 있는 핵심 기술을 개발할 계획이다.

- 기술의 중요성: 이러한 기술은 향후 수소 경제의 발전에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

하이드로켐의 역할과 계획

- 수소 센서 및 안전장치 개발: 서병한 하이드로켐 대표는 “고체수소저장 모듈 대형화에 적합한 수소 센서와 수소 안전장치를 개발하고, 수소 저장합금의 재생 및 내구성 향상을 위해 생기원과 긴밀히 협력할 계획”이라고 밝혔다.

- 협력의 중요성: 이러한 협력은 고체수소 저장 기술의 상용화 및 안전성을 높이는 데 기여할 것이다.

- 미래 계획: 하이드로켐은 지속적으로 기술 개발과 협력을 통해 수소 저장 기술의 발전을 도모할 예정이다.