연구원들은 ‘친환경 수소’를 만드는 유망한 기술을 개선하기 위해 노력하고 있음
- 수소는 에너지 시스템을 혁신할 수 있는 유망한 청정 에너지원으로, 연료 전지에서 수소와 산소를 결합하면 전기를 생산할 수 있으며, 물과 열만이 부산물로 생성됨
- 그러나 수소를 생산하는 많은 방법(예: 메탄)들에 배출이 없는 것은 아니므로, 기후 변화와 관련된 기존 문제를 악화시킬 위험도 있어, 이러한 유해한 배출이 없는 수소를 ‘친환경 수소’라고 지칭함
EU 지원 HYDROSOL-beyond 프로젝트에서 연구원들은 지속가능한 친환경 수소를 상용화하기 위한 일련의 과거 프로젝트를 마무리하기 위해 노력
- 이 팀은 태양 에너지를 통해 친환경 수소를 생성할 수 있는 혁신적인 수소 생산 플랜트 등 20년 전에 시작한 기술을 개선해 옴
- 그리스의 Hellas Research & Technology Centre (CERTH)의 화학 공학자인 Souzana Lorentzou는 “이 기술은 리액터에 집중된 태양 에너지를 사용하여 태양 열화학적 산화 환원 반응에 필요한 고온을 달성하고 물을 분리하여 태양 수소를 생성한다”라고 설명
- “이렇게 하면 태양 에너지를 언제 어디서나 사용할 수 있는 에너지 운반체에 효과적으로 저장하여 태양 에너지의 시간적, 지역적 한계를 피할 수 있다” (Lorentzou)
이 기술은 헬리오스타트 필드와 태양으로부터 전기를 생성하는 데 사용되는 집광형 태양광 발전소와 유사한 태양광 타워로 구성된 태양광 시설에 적용됨
- 태양광 반응기는 태양열 타워에 위치해 있으며, 헬리오스타트 필드는 태양 광선을 반응기의 조리개로 향하게 하여 집중시킴
- 반응기 조리개에 보조 집광기를 사용하여 태양 복사를 더욱 집중시켜 반응기 입구에서 유출을 줄임
HYDROSOL-beyond 프로젝트에서 연구팀은 불활성 가스 최소화, 폐열 회수, 현장 테스트에서 5% 이상의 효율로 수소 생산을 포함하여 시스템의 과제 중 일부를 식별하고 해결하기 위해 노력
- 활동은 기존 태양열 플랫폼에 통합하기 위한 새로운 개념을 개발하고 스페인의 Plataforma Solar de Almeria에서 태양열 실험을 수행하는 데 중점을 둠
연구팀은 실험실 규모에서 물을 분리하고 산소를 가두는 데 사용되는 산화환원 금속 산화물의 새로운 격자 구조를 만들고 테스트함
- “이러한 구조는 장기 내구성을 보였으며 1,100회 이상의 주기에도 수소 생산량을 유지했다”(Lorentzou)
- 혁신적인 산소 포집 개념도 실험실 규모에서 불활성 가스 소비를 성공적으로 줄임
최종 프로젝트 단계에서의 주요 성과로는 새로운 하이브리드 세라믹-금속 열교환기를 확장하고 열 회수를 위해 플랫폼에 통합하는 것이 포함됨
- 연구팀은 안전하고 효율적인 작동을 보장하기 위해 반응기와 광학 장치를 수리하고 개선
- 또한, 이 프로젝트는 팀이 태양광 타워 시설 내 운영 측면에 대한 이해를 심화시켜 강점과 약점을 파악하도록 함
- 그러나 실제 환경에서 테스트한 다양한 반응기 개념의 태양광 수소 생산 결과는 기술 경제적 실행 가능성 측면에서는 실망스러웠음
- “태양광 화학 공정은 이론적으로 유망하지만 대규모 배치 전에 상당한 기술적, 경제적 과제를 극복해야 한다. 그럼에도 불구하고 HYDROSOL-beyond의 성과는 태양 열화학 기술의 가능성을 강조하여 고온 태양광 기술 분야에서 유럽의 리더십을 구축하는 새로운 길을 열었다”(Lorentzou)
- 기간 : 2019.01.01.∼03.31.
- 예산 : 약 2,999,940.00 유로 (EU 100% 지원)
- 총괄 : ETHNIKO KENTRO EREVNAS KAI TECHNOLOGIKIS ANAPTYXIS (그리스)
https://cordis.europa.eu/article/id/453641-bringing-sustainable-hydrogen-power-towards-commercialisation
