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수소저장 기술의 현황과 과제

전문가 제언: ○ 세계 각국은 화석연료 고갈에 대비하며 지구온난화 방지를 위한 이산화탄소 배출을 감소시키는 대책으로, 새로운 에너지개발에 많은 힘을 쏟고 있다. 이러한 새로운 에너지자원 가운데 수소에너지가 장기적인 주요 에너지로 인식되고 있다.

○ 이와 같은 배경에서 수소를 사용하는 연료전지 및 연료전지 자동차에 대한 연구개발이 활발하게 진행되어 부분적으로는 상용화 단계에까지 이르고 있다. 그러나 수소는 석유 같은 액체연료에 비해 에너지밀도가 낮아 적재 연료의 부피가 큰 문제가 되고 있다.

○ 일본과 미국 등은 연료전지자동차의 수소연료 1회 충전당 주행거리를 가솔린차와 거의 동등하도록 목표를 설정했다. 물리적 방법(예: 압축수소, 액화수소)으로 이 목표를 달성하는 것은 현실적으로 어렵다. 수소저장재료는 화학적 원리로 수소를 저장방출하며, 다른 방법에 비해 높은 수소밀도가 기대된다.

○ 수소저장재료에 관한 연구가 유럽과 미국에서 매우 활발하다. 수소저장 재료에서 일반적인 분류방법은 물질에 따른 분류이다. 구체적으로는 수소저장합금(또는 침입형 수소화물), 무기물재료(또는 공유결합 수소화물), 고면적재료(또는 흡착) 등이 현재 알려져 있는 재료이다.

○ 수소저장합금의 성능을 최대로 활용하여 무겁지만 체적밀도가 우수한 수소저장합금과 가볍지만 수소체적밀도가 낮은 고압가스 기술 등에서 양쪽의 장점만을 살려 결합한 자동차 탑재용 하이브리드탱크가 제안되었다. 현재는 180ℓ 탱크에 7.2kg의 수소 탑재가 가능하다.

○ 국내 산학연에서 연료전지, 연료전지 자동차에 대한 연구개발이 진행되고 있다. 그러나 향후 수소화사회에 대비하여 수소에너지 이용기술에 대한 연구개발의 확충이 필요하다. 즉 수소저장재료, 고밀도 수소탱크 시스템기술, 고효율 연료전지, 수소엔진기술 등 많은 과제가 이에 해당될 것이다.

저자: Etsuo AMA
자료유형: 학술정보