천연가스 기반 팔라듐 분리막 개질기 및 정제기 개요도(한국에너지연구원 제공)© 뉴스1

(대전ㆍ충남=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 고성능 팔라듐 분리막을 통한 수소 생산·정제 핵심 기술을 개발했다.

한국에너지기술연구원(원장 곽병성)은 에너지소재연구실 연구팀이 ‘복합막 형태의 팔라듐 분리막 기반 수소 생산·정제 핵심 기술’을 개발하는 데 성공했다고 20일 밝혔다.

천연가스, 바이오매스, 수전해 등 수소 생산 방식과 결합해 기존 기술의 문제를 극복하고 효율적으로 수소를 생산 및 정제할 수 있는 길이 열린 것이다.

또 합성가스에서 수소만 분리해내기 때문에 남아있는 이산화탄소를 보다 쉽게 포집할 수 있어 온실가스 감축과 친환경에너지 확산에도 기여할 수 있다.

연구팀은 팔라듐 분리막 코팅 공정의 핵심인 ‘무전해도금법’을 독자적으로 개발했다.

이 기술을 이용하면 도금액 내에 포함된 팔라듐을 기존의 방식보다 10% 가량 높은 99.5% 이상 활용할 수 있다.

또 현재 판매되고 있는 팔라듐 포일막 대비 3~5배 낮은 5마이크로미터 이하의 두께로 코팅해도 우수한 수소를 정제할 수 있다.

연구팀은 또 확산방지막 코팅 기술인 ‘블로윙 코팅기술’을 개발해 원통형 금속 표면에 100나노미터(머리카락 굵기의 1/1000) 이하의 매우 얇은 세라믹 막을 단순하면서도 균일하게 코팅하는데 성공했다.

이를 통해 전체 분리막의 안정성과 경제성을 개선했다.

연구팀은 이러한 핵심 기술을 바탕으로 직경 1인치, 길이 45㎝의 팔라듐 분리막을 제조하는데 성공했다.

연구팀은 향후 팔라듐 분리막 기반 수소 추출 공정 효율 향상을 위한 모듈화 기술과 시스템 구성 기술을 전문적으로 확보할 예정이다.

이를 통해 천연가스를 비롯한 화석연료 및 바이오매스를 기반으로 한 수소 생산용 중·소형급 수소플랜트 개발과 수전해 등에 적용 가능한 수요 맞춤형 수소정제기를 규격화하고 국내·외 다양한 산업 분야에 대응할 계획이다.

이신근 책임연구원(한국에너지연구원 제공)© 뉴스1

이신근 책임연구원은 “팔라듐 분리막 수소 생산·정제 기술은 기존 화석연료 기반 수소 생산 방식에 접목해 효과적으로 반응 효율을 증진시킬 수 있는 기술”이라며 “향후 재생에너지 및 친환경에너지원을 이용한 수소 생산 방식에서 효율 향상을 위해 핵심적으로 적용할 수 있고, 특히 현지공급형(On-Site) 고순도 수소 생산·정제 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 기대한다”고 말했다.
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