개발한 촉매 활용해 전기·수소 생산
[일렉트릭파워 배상훈 기자]한국동서발전(사장 박일준)이 울산과학기술원(UNIST)과 함께 이산화탄소를 활용해 수소를 대량 생산할 수 있는 신형 촉매를 개발했다.
이번 촉매 개발은 ‘발전소 배기가스 이산화탄소 활용 10kW급 전력 및 수소생산 시스템 개발’ 과제 일환이다. 동서발전은 지난해 6월부터 울산과학기술원 김건태 교수 연구팀과 함께 이 과제를 추진하고 있다.
이 과제는 발전소에서 발생하는 이산화탄소를 원료로 해서 수소도 얻고 전기도 얻을 수 있는 10kW급 수소생산시스템 개발을 목표하고 있다. 부가적으로 베이킹 소다도 얻을 수 있어 1석3조의 효과가 기대된다.
10kW급 전력 및 수소생산 시스템은 이산화탄소가 물에 녹아 생기는 수소 이온이 전기화학적 반응으로 환원돼 전기와 수소가 생성되는 원리를 활용한다. 이때 전기화학 반응이 용이하도록 촉매를 사용한다. 기존에는 백금 등 고가의 귀금속 계열 촉매가 활용됐다.
양사가 개발한 촉매는 루테늄 금속과 다공성 탄소 지지체가 결합한 ‘루테늄 탄소 복합 촉매’다. 이산화탄소가 포화된 전해질에서도 잘 작동하는 특징이 있다. 기존에 사용되는 백금 촉매만큼 수소 발생 활성도가 우수하고 1,000시간 구동에도 높은 안정성을 유지한다.
신형 촉매는 제조 공정이 간단해 대량으로 생산할 수 있다. 뿐만 아니라 가격이 백금 촉매의 10분의 1 수준으로 저렴하다.
동서발전 관계자는 “이번에 개발한 촉매를 활용해 실험실 규모의 1kW급 이산화탄소 활용 수소생산시스템을 제작했다”며 “내년 초 당진화력에 10kW 전력과 시간당 8,000리터의 수소 생산이 가능한 10kW급 시스템을 설치해 안정성과 경제성을 검증할 계획”이라고 밝혔다.
또한 “현재 수소 생산은 천연가스를 활용해 수소를 추출하는 방식으로 이산화탄소가 필연적으로 발생한다”며 “동서발전이 개발하는 시스템은 온실가스를 줄이면서 수소와 전기를 생산하는 세계 최초의 그린수소 생산시스템”이라고 말했다.
동서발전은 현재까지 개발된 수소생산시스템을 울산박물관 2층 ‘슬기로운 에너지 생활전’에서 7월 12일까지 전시하고 있다. 7월 1일부터 일산 킨텍스에서 개막하는 ‘수소모빌리티+쇼’ 동서발전 부스에서도 확인할 수 있다.
한편 동서발전은 정부의 수소경제 활성화 정책에 적극 부응하고 있다. ▲현대자동차와 공동으로 수소연료전지 발전시스템 국산화 ▲한국전력 등과 공동으로 재생에너지 활용 수전해 시스템(Power to Gas) 개발 등 수소 관련 R&D과제 5건을 진행하고 있다.
