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수소의 대량 저장 및 수송시스템

전문가 제언: ○ 지구온난화의 주범인 이산화탄소를 줄이기 위해 화석연료를 대체할 수 있는 신재생에너지의 개발이 활발하게 진행되고 있는데 이러한 신재생에너지 중에서 수소에너지는 기존의 석탄이나 석유와 같은 화석에너지를 대체할 수 있는 새로운 에너지매체로 주목받고 있다. 수소를 연료로 사용하면 연소 후에 남는 부산물이 물뿐이고 수소자원은 거의 무한대로 존재하기 장점이 있고 또한 수소 사용은 별도의 환경 처리공정이 필요 없다는 점이 특징이다.

○ 그러나 수소는 상온에서 기체이기 때문에 저장과 운반이 쉽지 않다. 고압과 극저온(영하 235도)의 낮은 온도에서 액화시켜 고압탱크 속에 저장할 수 있지만 위험하고 비용이 많이 든다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근에는 수소를 안전하고 효율적으로 저장하기 위한 수소저장 합금에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 수소저장 합금은 온도를 낮추거나 압력을 높이면 수소를 흡착하여 금속수화물이 되면서 열을 방출하지만 온도를 높이거나 압력을 낮추면 다시 수소를 방출하고 열을 흡수하는 성질을 가진 금속재료들이다.

○ 이러한 금속재료들은 크게 나누어 철-티탄의 티탄계통 합금, 철-망간의 망간계통 합금, 마그네슘-니켈의 마그네슘계통 합금, 그리고 희토류 계통의 합금으로 구분할 수 있으며 모두 같은 기능할 가지고 있다. 에너지매체로 수소를 상용화하기 위해서는 수소 생산단가의 저감, 수소 이용 연료전지가격의 저감, 수소 저장을 위한 획기적인 방법의 개발 등의 대책이 필요하다.

○ 우리나라는 2005년에 수소를 주요 에너지로 사용하는 수소경제를 실현하기 위해 2040년까지 최종에너지 소비에서 수소에너지 비중을 15%로 높이는 내용을 포함한 계획을 수립한 바 있다. 수소의 저장 및 수송기술에는 수소에 압력을 가하여 고압기체 형태로 취급하는 방법과 액화시켜 초저온 액체상태로 취급하는 방법이 있는데 액화방식의 경우가 고압기체방식보다 효율적인 저장 및 수송이 가능하다고 알려져 있으며 우리나라의 실정에도 부합하는 기술로 알려져 있다.

저자: Yoshimi Okada, Kenichi Imagawa, Makoto Yasui
자료유형: 학술정보