플라즈마로 플라스틱 태워 수소 생산
핵융합연의 수소 생산 성공
- 한국핵융합에너지연구원은 플라즈마기술연구소를 통해 하루 3톤 규모의 유기성 폐기물에서 100kg의 수소를 생산하는 데 성공하였다.
- 이 성과는 2025년 2월 26일에 발표되었으며, 이는 환경 친화적인 에너지 생산의 중요한 이정표가 될 수 있다.
- 수소 생산을 위한 플라즈마 폐기물 가스화 실험로가 구축되었으며, 이는 상용화 단계로 나아가기 위한 기반이 될 것이다.
플라즈마 폐기물 가스화 기술
- 플라즈마 폐기물 가스화 기술은 3천도 이상의 고온 플라즈마를 이용하여 폐기물을 열분해하는 기술이다.
- 이 과정에서 일산화탄소(CO)와 수소(H)와 같은 합성가스로 전환된다.
- 이 기술은 폐기물 처리와 청정 에너지 생산을 동시에 가능하게 하는 혁신적인 방법으로 평가받고 있다.
전력 생산의 성공 사례
- 강인제 팀장은 실험로에서 수소 함량이 높은 합성가스를 생산하고, 이를 통해 고체산화물 연료전지(SOFC)로 1.5kW의 전력을 생산하는 데 성공했다고 설명하였다.
- 이 연구는 100kW급 플라즈마 토치 2대를 적용하여 진행되었으며, 이는 전력 생산의 효율성을 높이는 데 기여하였다.
경제성 확보를 위한 연구 필요
- 강 팀장은 기후변화와 온난화에 대응하기 위해서는 이산화탄소 무배출이 필수적이라고 강조하였다.
- 플라즈마 기술은 기존 기술에 비해 10배 정도의 효율을 갖는 것으로 알려져 있으며, 이는 경제성 확보를 위한 중요한 요소가 될 것이다.
- 추가 연구가 필요하며, 이를 통해 경제성을 갖춘 기술로 발전할 가능성이 있다.
상용화를 위한 계획
- 핵융합연은 이번 성과를 바탕으로 국내 기업과의 협력을 확대하고, 상용화를 위한 연구 개발을 지속적으로 추진할 계획이다.
- 세부적으로는 다음과 같은 연구가 포함된다:
1. 실험로의 장시간 운전 실증
2. 다양한 폐기물 종류와 플라즈마 처리 방식에 따른 데이터 확보
3. 수소 및 전기 생산량을 확대하기 위한 공정 최적화 연구
플라즈마 기술의 산업적 활용
- 오영국 원장은 플라즈마 폐기물 가스화 기술이 산업현장에서 나오는 각종 산업 폐기물을 가장 깨끗하게 처리할 수 있다고 언급하였다.
- 이 기술은 폐자원 처리와 청정 에너지 생산을 동시에 실현할 수 있는 혁신 기술로 자리매김할 가능성이 높다.
연구 협약 및 미래 전망
- 이 연구와 관련하여 핵융합연은 2022년에 ㈜GS건설 및 현대중공업파워시스템(주)과 업무 협약을 체결하였다.
- 이러한 협약은 산업적 응용과 기술 상용화를 위한 중요한 발판이 될 것이다.
- 앞으로의 연구 개발은 플라즈마 기술의 상용화를 위한 중요한 단계로 작용할 것이다.
