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수소 생산 기술 현황: 재생 및 지속가능한 자원 유래

전문가 제언: ○ 수소는 연료로 사용되면 환경오염(예 탄소 배출) 감소 때문에 가장 유망하고 중요한 미래 연료 또는 차세대 연료로 간주된다. 수소를 에너지원으로 사용하는 경우에 장점으로는 풍부함, 다양한 공급원료 가용, 다양한 생산 기술 존재 등에 있다. 단점으로는 현재 수소 생산 비용이 너무 비싸고 에너지 소비가 큰 것이다. 수소 경제가 주춧돌로 삼고 있는 2대 요소는 무오염 재생가능한 공급원료(예: 바이오매스), 수소의 효율적 변환 장치(예: 연료 전지) 등이다.

○ 비재생 자원으로부터 수소를 생산하는 산업적 규모의 현행 수소 생산 공정 기술은 다음과 같이 다양하다: 수증기 메탄 개질; 부분 산화; 자열 개질; 수증기-철 공정.

? 또한 최근에 출현한 수소 생산을 향상시키려는 신출 공정 기술은 재래식 기술과 달리 풍부하고, 청정하며, 재생가능한 자원인 바이오매스로부터 수소를 생산하려는 유망한 기술이다. 신출 공정 기술을 열거하면 다음과 같다: 플라즈마 개질; 열화학적 물 분해; 생물학적 공정 등이 있다.

○ 국내에서 2013년에 수원대학교에서는 식종 미생물로 소화 슬러지를, 기질로 당을 사용한 암발효 공정으로 수소 생산의 최적화 전처리 조건을 탐색하였고, 명지대학교에서는 고단백질 음식폐기물을 사용한 암발효 공정으로 수소 생산 실험을 수행하였다. 또한 2013년에 국민대학교에서는 LPG 연료를 사용한 부분 산화 공정 플라즈마 개질 기술을 개발하여 수소 생산 조건의 최적화 실험을 수행하였고, 영남대학교에서는 탄소계 촉매(예: 활성탄, 카본블랙)로 사용하여 대기압에서 500~1100℃ 반응온도 범위에서 프로판 및 부탄을 사용한 탄화수소 직접 분해 기술로 수소 생산의 반응 특성을 연구하였다. 향후에는 와해성 기술인 나노융합기술에 바탕을 둔 에너지 절약형 친환경적 수소 생산 기술이 비재생 자원(예: 화석 연료) 대신에 재생가능 자원(예: 바이오매스)으로부터 중점적으로 개발되어야 한다.

저자: Chaubey R et al.
자료유형: 학술정보