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금속계통 재료를 이용한 수소 저장

전문가 제언: ○ 오늘날에는 화석연료의 연소로 인한 환경오염과 지구온난화가 시대적인 화두가 되고 있으며 화석연료를 대체할 수 있는 신재생에너지의 개발이 활발하게 진행되고 있다. 신재생에너지 중에서 수소에너지는 기존의 석유 및 전기를 대체할 수 있는 새로운 에너지매체로서 특히 주목을 받고 있는데 수소를 연료로 사용하면 연소 후에 남는 부산물이 물뿐이고 또한 수소 자원이 거의 무한대이기 때문이다.

○ 수소는 별도의 환경 처리공정이 필요 없고 질량당 에너지밀도가 질량의 가솔린보다 3배나 높기 때문에 에너지효율 측면에서도 경제적이다. 그러나 수소는 상온에서 기체이기 때문에 저장과 운반이 쉽지 않다. 고압과 극저온(영하 253도)의 낮은 온도에서 액화시켜 고압탱크 속에 저장할 수 있지만 위험하고 비용이 많이 든다. 따라서 최근에는 수소를 안전하고 효율적으로 저장할 수 있는 수소저장 합금에 대한 연구개발을 많이 수행하고 있다.

○ 수소 저장 합금은 온도를 낮추거나 압력을 높이면 수소를 흡착해 금속수소화물이 되면서 열을 방출하고 또한 온도를 높이거나 압력을 낮추면 다시 수소를 방출하고 열을 흡수하는 성질을 가지는 금속재료이다. 이러한 계통의 금속은 크게 나누어 철-티탄의 티탄계통 합금, 철-망간의 망간계통 합금, 마그네슘-니켈의 마그네슘계통 합금 및 희토류계통 합금으로 구분할 수 있는데 모두 같은 기능을 가지고 있다.

○ 이 자료는 수소 저장을 위한 금속계통 재료에 대한 일본의 최근 현황을 요약하여 해설하고 있다. 대중적 에너지매체로서 수소를 상용화하기 위해서는 수소 생산단가의 저감, 수소 연료전지의 가격 저감 및 수소 저장을 위한 획기적인 방법이 개발되어야 한다.

○ 우리나라도 이들 사항이 연료전지 및 자동차 분야의 국가경쟁력 제고를 위한 핵심사항으로 보고 관련 연구개발을 지원하고 있으며 출연연구소, 대학 등을 중심으로 관련 연구개발이 이루어지고 있다. 그러나 남보다 앞서나가기 위해서는 단계별 개발목표를 명확히 하고 산학연 사이의 협력관계를 구축하여 연구개발을 더욱 강화해나가야 할 것이다.

저자: Itoko MATSUMOTO, Kohta ASANO, and Yumiko NAKAMURA
자료유형: 학술정보