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낮은 압력에서도 수소 저장한다

2019년 06월 12일 15:20
이미지 확대하기연구를 주도한 박영준 GIST 교수와 이재우 KAIST 교수, 안윤호 KAIST 연구원(왼쪽부터). GIST 제공.
연구를 주도한 박영준 GIST 교수와 이재우 KAIST 교수, 안윤호 KAIST 연구원(왼쪽부터). GIST 제공.

정부가 의욕적으로 추진중인 수소경제를 구현하려면 수소를 효율적으로 생산하고 저장하는 기술이 필요하다. 이 중 저장의 경우 수소는 단위 부피당 에너지 밀도가 낮아 일반적으로 수백 기압 이상의 압력으로 압축해 에너지 밀도를 증가시켜 수소 충전소에 저장된다. 비용이 많이 들기 때문에 낮은 압력에서도 안정적으로 저장하는 기술이 필요하다. 

 

박영준 광주과학기술원(GIST) 지구환경공학부 교수와 이재우 KAIST 교수 공동연구팀은 90기압 이하의 낮은 압력에서 물과 천연가스를 이용해 수소를 저장하는 원천기술을 개발하는 데 성공했다고 12일 밝혔다. 

 

연구팀은 물을 이용해 얼음 형태인 가스 하이드레이트를 형성하고 여기에 천연가스와 함께 수소를 주입하는 방식으로 수소에너지 저장 밀도를 획기적으로 개선했다. 이와 함께 저장 압력 환경을 90기압 이내로 낮출 수 있는 원천기술을 확보했다. 가스 하이드레이트란 물 분자가 저온 고압 상태에서 형성하는 고체 수화물이다. 

 

기존 순수 수소만을 이용한 가스 하이드레이트 저장 방법은 수천 기압에 달하는 초고압 조건이 필요하다. 연구팀은 천연가스가 수소와 함께 가스 하이드레이트에 주입될 경우 천연가스의 영향으로 저장 압력을 90기압까지 획기적으로 낮추는 현상을 확인했다. 

 

특히 이 방식은 국내 수소 생산 대부분을 차지하는 수소부생가스가 정유, 석유화학 산업에서 발생한다는 점에서 유리하다. 수소부생가스를 기존 천연가스 배관망을 통해 수소와 천연가스 하이드레이트 기술이 적용된 충전소까지 이송해 저장할 경우 수소 운송 비용을 획기적으로 줄일 수 있기 때문이다. 

 

박영준 GIST 교수는 “국내 이미 잘 구축된 기존 천연가스 배관망을 활용해 수소를 저비용으로 이송할 수 있다”며 “가스 하이드레이트로 이뤄진 수소 충전소에서 수소와 천연가스 분리도 쉽다는 장점이 있다”고 말했다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘에너지 스토리지 머티리얼스’ 6월 6일자(현지시간) 온라인판에 게재됐다. 

 

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