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중국의 요오드-유황 공정에 의한 원자력수소 생산 연구

전문가 제언: ○ 열화학적 물 분해 사이클은 태양에너지 혹은 원자력 에너지를 이용하여 수소를 생산할 수 있는 유망한 공정이다. 만일 원자로에서 열을 공급받을 수 있다면 수소 생산 전공정에서 CO2 배출이 낮거나 없게 된다. 1960년대 이후 100가지 이상의 열화학 사이클이 제안되었으나 이들 대부분은 타당성이 없으며, 1990년대부터는 두세 가지 사이클만이 추진되고 있다. 요오드 유황(IS) 공정이 이 중의 하나이다.

○ 우리나라는 비교적 늦게 착수하였지만 세계 각국은 원자력 수소 생산 관련 연구개발에 분주히 움직이고 있다. 중국의 칭하이대학교 부설 INET(Institute of Nuclear and New Energy Technology)에서는 IS 사이클을 이용하여 수소를 생산하는 R&D가 2005년에 착수되었다. 이 글은 INET에서 추진하고 있는 IS 사이클의 개발 현황과 향후 계획을 설명하고 있다. 연구실적은 주로 중국의 관련 저널에 보고된 바 있지만 비교적 구체적인 사례들을 들어 설명한 것으로 생각된다.

○ 우리나라는 한국원자력연구원이 원자력수소사업 추진반을 중심으로 수소 생산을 위한 기술 개발 및 실증연구를 수행하고 있다. 주요 연구내용으로 출구온도 950℃ 달성을 위한 기술 개발, 설계기술 검증, 재료·기기 검증, IS 열화학 수소생산 기술 개발 과제 등이 수행되고 있다. 원자력연구원은 주요 연구기관(KIST, KIER) 및 관련 산업체와의 협력을 통해 기술 개발 실증을 거쳐 오는 2020년대에는 생산기술을 상용화할 계획이다. 현재까지의 성과로서 그간 원자력수소 플랜트 예비개념설계를 마치고 플랜트 구성, 핵심기술을 도출한 것으로 보도되었다.

○ 우리나라를 포함한 9개국이 제4세대 원자로 국제공동연구(GIF)의 초고온가스로시스템부문에서 초고온가스로와 수소생산기술을 개발하기 위해 공동노력하고 있다. 한미 및 한중 원자력수소공동연구센터 설립도 추진하는 등 국제협력도 추진되고 있다.

○ 원자력수소 연구는 기술선진국과의 차이가 적고 경쟁도 적다. 우리나라도 선택과 집중을 통해 초고온에 견딜 수 있는 소재 개발 등 핵심기술 분야의 기술개발을 선도해 나갈 수 있기를 기대한다.

저자: P. Zhang, S.Z. Chen, L.J. Wang, J.M. Xu
자료유형: 학술정보