수소경제의 성공적 이행을 위한 핵심기술인 ‘재생에너지와 직접 연동 가능한 고효율 수전해 핵심기술’이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국에너지기술연구원(원장 김종남) 수소연구단 김창희 박사 연구진은 태양광, 풍력 등과 같이 간헐성과 변동성이 큰 재생에너지를 이용해 안정적이면서 고효율로 수소를 생산할 수 있는 ‘부하변동 대응형 수전해 스택’ 개발에 성공했다.

연구진은 이번 연구개발을 통해 간헐성과 변동성이 큰 재생에너지가 공급되더라도 내구성과 효율이 높은 전극과 분리막을 자체 개발했고, 이 스택기술을 통해 수전해시스템을 모듈화 하는데 성공했다.

수전해 분리막은 미세구멍의 정밀제어 및 친수성을 향상시켜 상용제품 대비 가스혼합을 3배 이상 억제하면서도 3배 이상 높은 이온전도성을 갖는 고안정성·고이온전도성 분리막 합성기술을 확보했다.

수전해 전극은 부하변동 운전에 대한 내구성 확보를 위해 전이금속 촉매보다 반응성이 큰 망간 또는 크롬을 첨가해 촉매 수명을 향상하는 효과를 얻을 수 있었다.

연구진은 이 기술을 통해 수소생산 효율을 82% 이상까지 끌어올렸으며, 부하변동 시 발생할 수 있는 가스혼입 및 전극 효율 문제를 해결해 보다 넓은 출력범위의 연계운전이 가능토록 설계했다.

부하변동 대응형 수전해 스택기술은 순수 국내기술로 수소경제 사회구현을 위한 그린수소 생산의 길을 앞당겼다는데 큰 의미가 있으며, 또 향후 2022년으로 예정된 새만금 등 대단위 재생에너지 단지에서 국내 수전해 기술로 대량의 그린수소 생산을 통해 정부의 수소경제 활성화에 기여하고, 수소산업 관련 전·후방산업 육성 및 확대에 미치는 효과가 클 것으로 기대된다.