물 전기분해에 의한 수소 생산: 현황과 전망

전문가 제언

○ 풍력발전과 태양광발전이 급성장하면서 이들 발전의 불규칙성으로 인하여 이를 기반으로 하는 전력계통에는 새로운 과제가 제기되고 있다. 미래 수소경제 시대에는 전기와 수소가 에너지 매체의 두 축이 될 것인데 이 때 청정 지속가능한 수소를 생산하는 물 전기분해가 핵심적인 역할을 할 수 있다. 물 전해는 풍력발전과 태양광발전 계통과 쉽게 통합할 수 있기 때문이다.

○ 이글은 물 전기분해 기술과 함께 이 기술을 풍력발전 및 태양광발전 같은 재생가능 에너지와 통합하는 방안들과 최근 동향을 고찰하였다. 전해조 작동 이해를 돕기 위하여 전기분해의 열역학적 및 전기화학적 공정을 비교적 상세히 설명하고 실제 전해조에 어떻게 적용되는지도 설명하였다. 알칼리, 고분자 전해질막 및 고체산화물 전해질 등 3가지 주요 전해기술에 대하여 전해공정, 특성 및 장단점을 검토하였다. 또 상업적인 전해조의 주요 특성을 다수 제조업체와 함께 소개하였다.

○ 선진국들은 수소경제 체제에 대비하기 위하여 국가적 사업으로써 비화석 에너지원을 이용한 수소제조 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 우리나라도 저탄소 녹색성장산업 27대 중점 육성기술로서 고효율 수소제조 및 수소 저장기술이 중점 개발되고 있다.

○ 현 전력가격 구조에서는 물 전해에 의한 수소생산은 경제성이 없다. 그러나 심야전력 및 잉여전력 가격이 대폭 낮아진다면 물 전기분해 수소 제조기술은 어느 정도 경제성을 확보할 수 있으므로 잉여전력을 이용한 전력저장 수단으로 물 전기분해 기술을 정책적으로 또 기술적으로 적극 검토할 필요가 있다.

○ 현재 알칼리 및 양자교환막(PEM) 전해조가 상업적으로 생산되고 있다. 그러나 수소경제에서 요구되는 대규모 수소공급을 위해서는 너무 작다. 알칼리 전해조 특히 PEM 전해조의 투자비와 원가는 현저히 낮출 수 있는 기술이 개발되어야 한다. 이런 관점에서 고체산화물 전해조 개발에도 박차를 가할 필요가 있다.

저자

Alfredo Ursua, Luis M. Gandia, Pablo Sanchis

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2012

권(호)

100(2)

잡지명

Proceedings of the IEEE

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

410~426

분석자

이*용

분석물

• 물 전기분해에 의한 수소 생산- 현황과 전망.pdf [261,176 byte]

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