한국에너지공과대학교(켄텍)는 이영덕 교수 연구팀이 한국기계연구원과 공동으로 이산화탄소를 배출하지 않는 새로운 청록수소 생산 공정을 제시했다고 20일 밝혔다.

켄텍은 이번 연구를 통해 기존 공정의 한계를 극복하고, 수소 생산 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 가능성을 확인했다.

청록수소는 천연가스와 같은 화석연료를 고온에서 열분해해 얻는 수소로, 생산 과정에서 이산화탄소가 발생하지 않는다. 또 부산물로 생성되는 고체탄소를 다양한 산업 분야에서 활용할 수 있어 차세대 청정수소 기술로 주목받고 있다. 그러나 기존 공정은 과도한 에너지가 필요하고 단독 운영 시 경제성이 낮다는 한계가 있었다.

이영덕 교수팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 △메탄 열분해(Methane Pyrolysis) △이산화탄소 개질(Bi-Reforming) △순산소 연소(Oxyfuel Combustion)를 연계한 새로운 청록수소 생산 시스템 개념을 제시했다. 메탄 열분해를 이산화탄소 개질 공정과 결합하고, 열 공급 수단으로 순산소 연소를 활용한 통합형 공정이다.

이번 연구를 통해 개발된 공정은 청록수소와 함께 고체탄소를 동시에 생산할 수 있으며, 내부에서 발생하는 이산화탄소를 자체적으로 개질해 일산화탄소로 전환함으로써 고부가가치 화합물까지 추가 생산할 수 있다.

에너지·엑서지 분석 결과 시스템 효율은 82.88%에 달했다. 또 균등화 수소생산비용(LCOH) 및 민감도 분석을 통해 기존 공정 대비 20~70%의 수소 생산 비용 절감 가능성을 확인했다.

이영덕 교수는 “탄소중립 시대를 준비하기 위해 청정수소 생산기술 확보의 중요성이 날로 커지고 있다”며 “천연가스를 활용하면서도 이산화탄소를 배출하지 않고 대용량 플랜트 건설이 가능한 청록수소 생산기술은 경제성과 국내 수급 측면에서 가장 효율적인 해법이 될 것”이라고 말했다.