대기에서 '수소' 뽑는다...태양열로 작동하는 수소생산기 개발

김나윤 기자 / 기사승인 : 2022-09-08 13:30:07
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상대습도 4%에서도 순도 99%의 수소생산 가능


태양·풍력에너지를 이용해 공기에 있는 수분에서 직접 수소연료를 생산하는 기계가 개발됐다.

6일(현지시간) 강 케빈 리(Gang Kevin Li) 호주 멜버른대학 화학공학 박사가 주도한 연구팀은 상대습도 4%의 건조한 환경에서도 순도 99% 이상의 수소를 생산하는 기계를 개발했다고 발표했다. 물이 부족한 지역에서도 탄소배출없이 수소를 생산할 수 있다는 것이다.

수소는 연소시 부산물로 물만 생성하는 탄소제로 연료다. 그러나 이를 생산하려면 에너지 투입이 필요해 대규모 생산시 일반적으로 탄소를 배출하는 화석연료가 쓰인다.

반면 이번 수소생산기는 태양에너지나 풍력에너지로 작동한다. 리 박사는 실험결과 기기의 시제품이 12일 이상 작동하며 수소를 생산하고 그 중 하나는 무려 8개월동안 작동했다고 밝혔다.

이 장치는 흡습성 액체를 가진 해면체 물질로 구성돼 있으며, 이는 공기 중 수분을 흡수하는 유체로서 실리카 겔(방습제)과 기능이 유사하다. 흡수된 물 분자는 전극에서 수소와 산소로 분해되는데, 이 과정을 전기분해라고 한다. 리 박사는 "수소는 물을 전기분해할 재생에너지원이 있는 한 궁극의 청정에너지"라고 강조했다.

수소생산기는 시간당 93리터(L)의 수소를 생산할 것으로 추정된다. 리 박사는 "10㎡ 범위에 기기를 설치하면 집 전체에 전력을 공급할 수 있는 수준"이라고 설명했다.

시제품은 아직 작은 크기에 불과하며 연구팀은 내년에 1㎡ 및 10㎡ 단위로 확장할 계획이라고 밝혔다. 연구팀은 이 장치가 물 부족 지역에서 유용할 것으로 기대했다.

킴 비시(Kim Beasy) 호주 스윈번대학 빅토리아수소허브(Victorian Hydrogen Hub) 박사는 "디젤의 대안이 없는 현재로선 수소는 운송업 등에서 방향을 제시할 것"이라고 강조했다. 그는 기존 수소전해질의 비싼 가격을 언급하며 "지금 필요한 것은 기술의 현장 투입비용을 절감할 정부지원과 보조금"이라고 지적했다.

이번 연구는 '네이처커뮤니케이션(Nature Communications)'에 게재됐다.

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