서부발전, 고순도 수소 생산기술 개발한다
서부발전, 고순도 수소 생산기술 개발한다
  • 배상훈 기자
  • 승인 2019.11.28 14:21
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고성능 분리막 제조 기술 연구개발 착수
니켈합금 분리막 안전성 향상 위해 주력
한국서부발전이 운영 중인 석탄가스화복합발전소(IGCC) 모습
한국서부발전이 운영 중인 석탄가스화복합발전소(IGCC) 모습

[일렉트릭파워 배상훈 기자]한국서부발전(사장 김병숙)이 서울대학교와 함께 고순도 수소 생산기술을 개발한다.

서부발전은 천연가스 복합발전 수준의 친환경성과 수소 대량생산 가능성으로 주목받고 있는 석탄가스화복합발전(이하 태안 IGCC)을 활용한다. 특히 여기서 생산한 합성가스로부터 고순도 수소를 분리·정제할 수 있는 ‘고성능 분리막 제조기술 연구개발’에 착수한다고 밝혔다.

서부발전과 서울대학교가 개발하고 있는 고성능 분리막은 니켈 합금막이다. 현재 국내외에서 연구되고 있는 팔라듐 합금막 대비 경제성이 월등히 높다.

올해 5월 기준 kg당 4만6,680달러인 팔라듐 대비 12달러인 니켈이 4만6,668달러 저렴하다. 때문에 니켈 합금막 안전성만 확보된다면 경제적 측면에선 비교가 불가능한 수준이다.

합금막 안정성은 크게 화학적 안정성(부식, 화학 반응)과 물리적 안정성(수소 취성, 물리적 손상)으로 나눌 수 있다. 물리적 안정성에 영향을 주는 요소는 수소와 분진이다. 화학적 안정성에 영향을 주는 요소는 황화수소 등 산성가스와 수분이다.

태안 IGCC에서 만들어지는 합성가스는 고온·고압 등 여러가지 요소가 복합적으로 작용하는 조건에서 생산된다. 다만 화학적 안정성에 영향을 미치는 황화수소, 암모니아 등의 산성가스가 미량 혼합돼 있는 것으로 확인됐다.

이에 서부발전과 서울대학교 공동 연구진은 니켈 합금막 안전성 향상에 초점을 두고 연구를 진행한다.

양 기관은 안정성에 영향을 미치는 각 인자와 분리막 간 상호작용, 합금 분리막 최적 조성·제조 방식에 대한 연구를 바탕으로 수소 생산성 향상에 중점을 두고 있다. 실제 합성가스를 대상으로 한 공정 적용 가능성에 대한 평가 역시 진행 중이다.

김병숙 서부발전 사장은 “국내 유일의 IGCC에서 생산된 합성가스를 활용해 수소생산 연계기술을 지속해서 개발할 것”이라며 “고순도 수소생산 등 수소관련 신사업 분야 성장 기반을 지속해서 구축할 계획”이라고 말했다.

한편 서부발전은 지난해 6월 합성가스 정제 연료전지용 수소생산기술을 활용해 순도 99.99%의 수소 생산에 성공한 바 있다. 또한 해양 미생물 이용 수소생산 기술을 활용해 2025년까지 연간 1,000톤 규모의 수소 생산을 목표하고 있다.


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