▲ 암모니아와 수소의 특성 비교

수소 모빌리티의 보급 확대를 위해서는 수소 자체의 저장·운송에 도움이 되는 암모니아를 활용해야 한다는 의견이 제시됐다.

한국자동차연구원 산업정책연구소가 발간한 ‘수소 모빌리티의 개화를 돕는 암모니아’ 보고서에 따르면 수소 모빌리티 보급 확대를 위해 에너지 전달체인 수소 자체의 저장·수송이 관건이 되는 가운데, 암모니아가 수소의 저장·수송을 개선할 수 있는 유력한 수단으로 떠오르고 있다.

수소는 높은 질량 에너지 밀도를 가진 청정 에너지원으로 연료전지나 내연기관 등을 통해 구동력을 발생시킬 수 있어 자동차, 기차, 선박, 항공기 등 다양한 모빌리티 분야에 적용하려는 시도가 늘고 있다.

다만 수소 모빌리티의 상용화를 위해서는 수소 생산 이외에도 저장, 운송, 충전 과정이 요구되므로 관련 인프라를 확대해 산업 선순환을 달성하는 것이 중요하다.

그 가운데 최근 암모니아가 수소의 저장·운송을 개선할 수 있는 유력한 수단으로 급부상 하고 있다. 암모니아는 산업 전반에 흔히 사용되는 화합물로 그 자체로 완전한 친환경 물질이라고 볼 수 없으나 약 650℃의 고온 열분해를 거치면 해로운 부산물 없이 수소(H2)와 질소(N2)로 열분해 돼 수소를 확보할 수 있다.

수소와 비교 시 암모니아는 질량 에너지 밀도는 상대적으로 낮으나 체적(부피) 에너지 밀도는 오히려 더 높고 액화가 용이하여 선박·차량 등을 통해 더 많은 양의 에너지를 한 번에 수송할 수 있다는 강점이 있다. 특히 전세계 64개국 490개의 시설에서 암모니아가 생산되고, 120개 이상의 항구에 암모니아 터미널이 구축돼 있어 수출입을 위한 인프라를 새로 구축할 필요가 없는 것이 장점이다.

이와 같은 암모니아의 장점을 활용한 수소 사업도 시작되고 있다. 미국 스타트업인 Amogy은 암모니아의 장점에 착안하여 수소의 저장·수송은 암모니아를 활용하되, 현장에서 암모니아를 열분해하여 수소를 추출한 후 연료전지를 작동시키는 시스템을 개발해 트럭, UAV 등 적용 가능성을 입증했으며 올 4분기를 목표로 1MW급 암모니아 기반 선박용 수소연료전지 파워팩을 개발 중이다.

암모니아 기반 수소연료전지 기술이 상용화될 경우, 구동 배터리 충전에 긴 시간이 요구되는 상용차나 무거운 배터리 탑재가 여의치 않은 선박·항공 등 다양한 모빌리티의 친환경화를 빠르게 달성할 수 있다.

이를 위해선 암모니아 위해성 문제 해결을 통한 소비자 수용성 제고, 암모니아 기반 수소 연료전지 상용화 연구, 암모니아와 유사한 역할을 하는 액상유기수소운반체(LOHC) 및 고내식 소재 연구 등이 요구되고 있다.

한국자동차연구원 산업정책연구소 관계자는 “수소 모빌리티의 개화를 돕는 암모니아 활용의 기술적·경제적 허들을 낮추는 노력이 필요하다”면서 “암모니아·수소 관련 산업이 규모의 경제를 확보할 수 있도록 다양한 응용처를 발굴하는 것이 필요하다”고 밝혔다.