Update2024.05.07 (화)
“수소연료전지, 新 패러다임 제공할 것”
2박3일간의 일정으로 동경에서 열린 2013 국제 수소연료전지 박람회(일본 FC EXPO)에 다녀왔다. 신소재경제신문 주관 하에 모집된 참관단의 일원으로 약 50여명의 기업체 및 정부산하기관 연구원들과 함께 갔다 올 수 있었다.
필자는 직장에서 수소연료전지 관련 정부과제를 총 3년 기간 중 2년차를 수행하고 있으며, 이번 박람회 참관을 통해 전반적인 수소연료전지 기술의 발전 현황 및 관련 산업이 무엇이 있는지 확인할 수 있는 좋은 기회라 생각했다.
대학원 시절 연료전지를 연구하면서 지도교수님을 따라 국제 연료전지 박람회에 참석해 느꼈던 신선함과 창의적이라 여겨졌던 기술들이 새록새록 떠올랐다. 이번에는 직장인으로서 같은 업계 분들과 함께 가게 돼 다른 회사는 어떤 기술에 관심을 갖고 있는지 궁금하기도 했다.
연료전지 기술은 크게 3가지로 구분된다고 말할 수 있다. 수소생산기술, 수소저장기술 , 그리고 수소를 이용해 전기를 생성하는 연료전지기술로 구분할 수 있다.
출발하기 전날 국내 현대자동차에서 수소연료전지 자동차를 금주 중 양산을 시작한다는 신문기사를 읽었기에 한 층 수소연료전지 산업에 대한 관심이 갖게 됐다.
이번 박람회 기간 동안 차세대 청정에너지로 주목받고 있는 연료전지 외에 이차전지 및 태양전지 박람회를 동시에 진행하고 있어 연구개발 및 신사업 관점에서 매우 다양한 정보를 얻을 수 있는 기회라 생각됐다.
원익머트리얼즈는 반도체, LED 및 디스플레이 제조 기업체에 필요한 다양한 가스를 공급하고 있으며 고순도 가스를 제조 또는 정제하는 기술을 보유하고 있다. 이런 기반기술과 자원을 가지고 미래 에너지 산업에 참여할 수 있는 아이템을 발굴 하고자 바라는 마음으로 동경행 비행기에 몸을 실었다.
박람회 장소인 빅사이트에 도착해 첫 번째로 눈에 들어온 것은 고순도 수소제조 기술이다. 기업체로 이와타니(Iwatani), 스미토모(Sumitomo Seika), 그리고 미쯔비시(Mitsubishi)社에서 수소제조 및 공급 시스템 기술을 연구개발하고 있었다.
연료전지에 사용되는 수소는 순도 99.999% 이상과 불순물 중 연료전지 촉매의 수명을 단축시키는 CO의 농도를 1ppm 이하로 제한하고 있다. 이와타니는 태양전지와 수전해전지를 접목시켜 수소를 생산해 디스펜서(dispenser)를 통해 수소를 공급하는 시스템을 개발하고 있었다. 화석연료를 사용하지 않고 수소를 얻는 가장 이상적인 기술이라 볼 수 있다.
스미토모(Sumitomo Seika)는 메탄올을 원료로 사용하여 수소를 생산하는 시스템을 선보였다. 이 시스템은 메탄올 개질기와 PSA 수소정제기로 구성돼 있었다. PSA에 충진된 흡착제는 활성탄과 제올라이트가 일정비율로 혼합돼 있다고 한다.
화석연료 없이 수소 얻는 기술 인상적
日 수소車, 90% 이상 자국 기술 감명
두번째로 연료전지 적용 기술로 수소연료자동차와 가정용 연료전지 산업을 살펴봤다. 혼다, 도요타, 그리고 닛산 등 일본자동차 회사는 서로 협력해 수소연료전지 자동차를 개발하고 있으며 한국과는 다르게 연료전지와 이차전지가 함께 장착된 하이브리드 자동차였다.
이로 인해 수소연료자동차가 약간 길고 무겁다는 느낌을 받았지만, 연료전지 스텍을 포함해 90% 이상 자국 소재 및 기술로 개발되고 있다는 것이 부러웠다.
동경가스는 가정용 연료전지 시스템을 개발하여 일반 소비자에게 판매를 시작하고 있었다. 가정용 연료전지 산업은 한국보다 일본이 시장 형성 속도가 빠르게 이뤄지고 있다고 생각됐다.
3일차 미쯔비시 화공기 공장을 방문해 고순도 수소발생 시스템을 견학할 수 있었다. 수소경재사회가 활성화되기 위해서는 연료전지 기술의 발전과 함께 원하는 수소를 적시적소 공급받을 수 있는 수소스테이션 인프라 구축은 필수라 할 수 있다.
미쯔비시는 LNG 또는 LPG를 원료로 해 3단계를 거쳐 수소를 생산하는 on-site 시스템을 개발하고 있으며 HyGeia의 경우 약 30여대 판매 실적을 갖고 있었다.
개질기(Reformer), 수성가스반응기(Water Shift Reaction), 그리고 정제장치인 PSA 장치가 콤팩트하게 구성됐다. 개질기는 공급된 LNG 또는 LPG 원료를 촉매반응하 수소를 생성하고, 부산물이 CO 가스는 수성가스반응기에서 CO2로 만들어 준다. 최종 PSA 정제장치를 통해 고순도 수소가 생산되는데 순도 99.999%라 한다.
미쯔비시는 앞으로 일본 수소스테이션 시장의 70%를 확보하는 것을 목표로 하고 있다고 했다. 시스템 구축 현장을 방문하여 대략적인 시스템 크기와 설비 현황을 살펴 볼 수 있었다.
끝으로 수소연료전지 산업은 초기 개화 단계이지만, 기술 개발시 우리 사회에 새로운 패러다임을 제공하는 기술이라 생각된다.
수소연료전지 자동차 실용화와 이로 인한 수소 인프라 구축, 가정용 연료전지 발전기 보급과 이로 인한 개별 전력 생성 방식은 수소경제사회를 이루어가는 핵심기술이 될 것이라 생각된다.
짧은 만남 이었지만 FC 엑스포 참관단을 통해 만난 한국 기업체 분들과 일본에서의 시간들이 좋은 파트너쉽으로 발전되기 바라는 마음으로 참관기를 마무리한다.
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