한동대 이재영 교수
한동대 이재영 교수 ©한동대
한동대학교(총장 장순흥)가 에너지융합기술연구소(ECTI)를 개소하고 국가수소경제전략과 글로벌 에너지 패러다임의 전환을 대비할 에너지 신기술 연구·개발에 본격 착수했다.

미래 에너지로 주목되는 수소 에너지의 상용화에 대한 기술 연구 및 개발이 국가 핵심 과제로 부상하고 있는 가운데 한동대 ECTI는 수소의 생산–저장–운송–사용에 이르는 수소 에너지의 가치 사슬에서 수소 생산의 혁신 기술과 고효율 연료 전지를 이용한 발전 기술 분야에 집중할 계획이다.

한동대에 따르면 현재 수소 생산은 크게 화석 연료의 개질 및 추출을 통한 방식과 물을 전기 분해해 얻는 수전해 방식으로 나뉜다. 개질 및 부생 수소 생산 방식은 탄소 발생과 질소, 황 화합물 등 불순물 발생이 불가피해 청정에너지라 할 수 없고, 기존 화석 연료를 기본으로 수소를 생산해 생산량 확대에 근본적인 한계가 있다. 수전해 방식의 경우 촉매 단가를 낮추려는 기술적 시도가 진행되고 있으나 상용화까지 장기간 투자 및 연구가 필요하고, 수소 생산을 위해 투입해야 하는 전력의 단가가 높으면 효율이 낮은 문제가 있다.

ECTI는 이론적으로만 제시된 고온 수증기 전기 분해 방식을 검증해 고순도 수소 생산과 고효율 신에너지·재생에너지 전력 발전을 동시에 가능하게 하는 시스템을 개발할 계획이다. 고온 수증기를 전기 분해해 수소를 생산하고 이를 다시 고체 산화물 연료 전지(SOFC)를 통해 전력을 생산하는 기술 및 설비는 국내뿐 아니라 전 세계적으로도 상용화되지 않은 미개척 분야라고 한다.

ECTI는 고순도 수소 생산을 위한 최적 효율의 조건을 데이터화하고 이를 연료 전지를 통한 전력 발전에 적용해 별도의 대규모 설비 투자 없이 기존의 폐열 발생 시설을 활용해 단기간 구축 가능한 인프라 시스템을 개발할 예정이다. 경제성과 효율성, 환경 및 기술적 문제로 수소 생산 확대에 애로가 있는 현 상황에서 ECTI는 상대적으로 용이하고 빠르며 경제적으로 실현 가능한 기술적 대안 및 경로를 제시해 수소 시장 확대에 큰 기여를 할 것으로 기대된다. 또한, 국가 수소 연료 전지 발전 클러스터를 추진 중인 경북도와 포항시 계획을 적극적으로 뒷받침할 것으로 예상된다.

ECTI는 현재 고체 산화물 연료 전지를 이용한 고순도 수소 및 고효율 전력 발전 시스템 설계와 테스트 모델 제작을 준비 중이다. 또한, 테스트 결과를 바탕으로 소각로 등 실증을 거쳐 발전소, 용광로와 같은 대형 시설에 확대 적용하고 가정용 및 분산 발전용 시스템 개발까지 연구할 계획이다.

초대 연구소장으로 임명된 한동대 기계제어공학부 이재영 교수는 국내 손꼽히는 원자로 열유체 전문가로, 이 교수가 이끄는 박사급 연구팀은 산업용 고온 폐열 및 용융염 원자로 기술을 응용한 고온 수증기 전기 분해 수소 생산 시스템 개발이 조기에 가시화될 수 있도록 역량을 집중하면서 국내외 연구기관과 협력해나갈 계획이다.

또한, 이재영 교수 연구팀은 지역 기업인 ㈜엘엘비파트너스코리아와 협업 체계를 구축, 기술 인증 및 사업화와 해외 진출을 동시 추진해 지역 경제 활성화와 일자리 창출에도 기여할 예정이다. ㈜엘엘비파트너스코리아는 글로벌 수소 시장을 주도하는 국가 중 하나인 호주에서 신에너지 및 재생에너지 분야 인프라 개발 및 사업화 전략을 추진한 경험과 노하우를 갖추고 있으며, 해외 주요 에너지 인프라 시장 사업 파트너를 보유하고 있다.

이 교수는 “전 세계 수소 시장의 성장이 가파르다. 글로벌 에너지 패러다임이 빠르게 바뀌고 있는 상황에서 선제적 기술 개발과 사업화를 통해 에너지 수출국의 비전도 가까운 미래의 현실이 될 수 있으리라 생각한다. 무한한 잠재력을 지닌 분야인 만큼 지역 대학과 기업, 지자체가 협업하여 수소 에너지 분야를 우리 포항이 주도할 수 있기를 희망한다”고 말했다.

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