HySTOC 프로젝트, 수소공급의 안전성과 신뢰성을 확보하다

HySTOC 프로젝트, 수소공급의 안전성과 신뢰성을 확보하다

액상 유기화합물 수소 운반체는 장거리 수소 운반에 가장 적합한 기술 방식 중 하나이다. HySTOC 프로젝트는 새로운 재료를 사용하여 수소의 저장 용량을 늘리고 비용을 줄이는데 성공했다.

독일 기업 Hydrogenious LOHC Technologies는 새로운 수소 운반체 물질이 기존의 모든 대안을 잠재적으로 능가한다는 점, 그리고 이 새로운 물질은 안전하고 거의 불연성이며 저장용량이 5배 증가했으며 수소 이송 비용을 최대 80 %까지 절감한다는 발견에 기초하여 2013년에 설립되었다. 5년 후, 이 회사는 유럽 연합 집행위원회의 연료전지 및 수소 공동프로젝트 (the European Commission’s Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking)에서 연구자금을 지원받았다.

HySTOC (액상 유기화합물 수소운반체를 이용한 수소공급 및 운송) 프로젝트의 제품 총괄 매니저이자 코디네이터인 마틴 조한느 슈나이더(Martin Johannes Schneider)는 프로젝트의 목표에 대하여 논의하고 향후 상용화를 위한 계획을 확대하는 역할을 담당하고 있다. 그는 액상 유기화합물 수소 운반체(LOHC)가 환경 조건에 따라 수소를 고밀도로 저장할 수 있다고 설명한다. 수소저장은 발열 촉매 수소화 반응을 통해 이루어지는 반면, 수소를 방출하는 공정은 흡열 촉매 탈수소화 반응을 기반으로 한다.

Hydrogenious LOHC Technologies는 액상 유기화합물 수소 운반체(LOHC) 기술을 기반으로 하여 수소 인프라를 위한 StorageBOX 및 ReleaseBOX 시스템을 개발하고 운영하고 있다. 이의 LOHC 오일은 디벤질톨루엔(dibenzyltoluene) 기반의 열매체유로 가연성이 거의 없고 폭발성도 없다. 따라서 이는 대규모의 수소 저장과 수송의 안전성을 보장한다. 이에 비해 다른 LOHC 물질들은 이와 다른 특성을 가지고 있다. 예를 들어 톨루엔(Toluene)은 중력 수소 저장 밀도가 낮고 가연성이 높다. 수소를 반응시키지 않은 채로 활용 할 때 비액상 유기화합물 수소 운반체(LOHC) 방식의 경우, 이들은 대부분 고압 및 극저온 수소저장 활용방법을 중심으로 이루어진다.

수소를 저장하고 운송하려면 극압(500~1,000 bar) 또는 극한 온도(-253°C)가 필요한데, 액상유기화합물수소운반체(LOHC) 오일은 운반하기가 훨씬 용이하다. 트럭, 기차 및 선박과 같이 화석연료를 운반하는 기존의 인프라를 사용하여 이의 운반이 가능하다.

연구팀은 Storage Box 시스템을 구축하여 독일에서 핀란드로 운반하는데 성공했다. 이들은 또한 표준화 가능성이 높은 CE 분류 시스템(CE-classified systems)을 개발하였으며, 이를 통해 전달되는 시스템 수의 증가로 신속한 시장 출시에도 성공했다. 슈나이더는 이러한 어려움들을 극복하는 과정에서 연구자들의 관련 지식들이 한층 심화되었다고 밝혔다.

프로젝트팀은 코로나 바이러스 발생으로 몇 개월 동안 계획했던 대로 Storage Box를 작동시키지 못했다. 이들은 적어도 핀란드 내 두 공장을 성공적으로 위탁 운영하여 2020년 말까지 영구적으로 가동할 수 있기를 희망하고 있다.

슈나이더는 액상유기화합물수소운반체(LOHC)에 대한 잠재적 고객들의 관심이 높으며, 올해 첫 분기에만 독일의 여러 고객들에게 제안서를 보냈다고 말했다. 그는 고객의 요청에 따라 매번 전혀 다른 조건에서 일을 해야 하는 경우가 있으며, 이에 따라 수주에는 한계가 있다고 덧붙였다.

대규모 수소 인프라 프로젝트들은 이 액상 유기화합물 수소 운반체(LOHC)에 큰 관심을 보였으며, 멀티톤(multi-ton) 수소저장 및 방출을 지향하는 StoragePlant 및 ReleasePlant의 시장 출시를 위해 액상 유기화합물 수소 운반체(LOHC) 시스템을 확장하기 시작했다.

HySTOC 프로젝트는 LOHC 기술을 높은 수소 품질, 고압 수소 및 극한 기상 조건과 같은 특정 시장 요구에 맞게 적응시키는 데 중요한 기여를 했다. 이제 StorageBOX 및 ReleaseBOX 시스템은 LOHC 기술을 사용하는 최첨단 시스템의 기준이 되었다. 연구팀은 현장 테스트를 성공적으로 마쳐 해당 기술의 시장 안착 뿐 아니라 향후 확장의 기반을 마련했다.

신뢰의 부족과 고비용의 문제는 대규모 프로젝트가 현실화되는 경우에 해결할 수 있을 것으로 기대된다. 액상 유기물화합물 수소운반체(LOHC)를 포함한 수소 기술은 20년 전의 재생에너지와 마찬가지로 기술적인 관점에서 볼 때는 시장 출시가 가능하다. OPEX 자금 지원에 중점을 둔 EU의 ETS 혁신기금(Innovation Fund) 및 유럽의 중요 공동이해관계 프로젝트(IPCEI) 와 같은 공공기관 및 재정지원 장치들이 이제 시장 실패를 방지하고 수소 인프라를 시장에 신속하게 도입하는데 기여해야 한다.

 

SOURCE : CORDIS

 

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Heewon Shim

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