개발 촉매 전기·수소 생산…그린수소 생산 시스템 개발 박차
한국동서발전(사장 박일준)과 울산과학기술원(UNIST)이 산학협력을 통해 온실가스인 이산화탄소(CO2)를 활용하여 수소를 대량 생산할 수 있는 신형 촉매 개발에 성공했다.
이번 촉매 개발은 동서발전이 울산과학기술원 김건태 교수 연구팀과 협력해 작년 6월부터 진행하고 있는 ‘발전소 배기가스 이산화탄소 활용 10㎾급 전력 및 수소생산 시스템 개발’ 과제의 일환이다.
이 연구개발은 발전소에서 발생하는 온실가스(CO2)를 원료로 수소도 얻고 전기도 얻을 수 있는 10㎾급 수소생산시스템 개발을 목표로 하고 있으며, 부가적으로 베이킹소다도 얻을 수 있어 일석삼조의 효과가 기대된다.
이 시스템은 이산화탄소가 물에 녹아 생기는 수소 이온이 전기화학적 반응으로 환원돼 전기 및 수소가 생성되는 원리를 활용한다. 이때 전기화학 반응이 용이하도록 촉매를 사용하는데 기존에는 백금 등 고가의 귀금속 계열 촉매가 활용됐다.
이번에 개발한 루테늄 금속과 다공성 탄소 지지체가 결합한 ‘루테늄 탄소 복합 촉매’는 이산화탄소가 포화된 전해질에서도 잘 작동하는 금속 유기물 복합 촉매로 기존에 사용되는 백금 촉매만큼 수소 발생 활성도가 우수하고 1천 시간 구동에도 높은 안정성을 유지한다.
신형 촉매는 제조 공정이 간단해 대량으로 생산할 수 있을 뿐만 아니라 가격이 기존 백금 촉매의 10분의 1 수준으로 저렴하다.
동서발전 관계자는 “이번에 개발한 촉매를 활용해 실험실 규모의 1㎾급 이산화탄소 활용 수소생산시스템을 제작했다”면서 “내년 초 당진화력 발전소에 10㎾ 전력 및 시간당 8천리터의 수소 생산이 가능한 10㎾급 시스템을 설치해 안정성 및 경제성을 검증할 계획”이라고 밝혔다.
또한 “현재 수소 생산은 천연가스를 활용해 수소를 추출하는 방식으로 이산화탄소가 필연적으로 발생하지만 동서발전이 개발하는 시스템은 온실가스를 줄이면서 수소 및 전기도 생산하는 세계 최초의 ‘그린수소’ 생산시스템”이라고 덧붙였다.
동서발전은 현재까지 개발된 수소생산시스템을 울산박물관 2층 ‘슬기로운 에너지 생활전’에 7월 12일까지 전시할 예정이며, 7월 1일부터는 일산 킨텍스 ‘수소모빌리티+쇼’ 동서발전 부스에서도 확인할 수 있다.
동서발전은 정부의 수소경제 활성화 정책에 적극 부응해 현대자동차와 공동으로 수소연료전지 발전시스템 국산화, 한국전력 등과 공동으로 재생에너지 활용 ‘수전해 시스템’(Power to Gas) 개발 등 수소 관련 R&D과제 5건을 진행하고 있다.
