수소에너지 상용화 길 열었다

얼음 속에 수소를 저장할 수 있는 메커니즘을 국내 연구진이 세계 최초로 규명, 수소에너지 상용화의 길을 열었다. 수소를 저장하기 위해서는 지금까지 극저온·초고압 상태가 필요해 상용화의 걸림돌로 작용했다.

●KAIST 이흔교수팀 개가

한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 이흔(54) 교수팀은 섭씨 0도 부근의 온도에서 수소 분자를 얼음 입자 속에 저장할 수 있다는 사실을 규명했다고 6일 밝혔다. 이같은 연구성과는 세계적 과학전문저널인 네이처 7일자에 가장 주목해야 할 논문으로 선정, 발표됐다.

연구팀에 따르면 순수한 물에 유기용매를 섞어 얼린 뒤 수소를 주입하면 얼음 입자 속에 형성된 수많은 나노 크기의 공간에 수소 분자가 안정적으로 저장된다.

특히 120기압 정도의 압력을 가하면 상온에서도 얼음을 만들 수 있으며, 연구팀은 이를 통해 상용화가 가능한 수준인 3∼4WT%(웨이트퍼센트·총 질량에서 수소가 차지하는 비중)까지 수소를 저장하는 데 성공했다. 예를 들어 물 1ℓ(약 1㎏)에 수소 30∼40g을 저장할 수 있다. 수소는 얼음이 물로 변하면서 자연적으로 방출된다. 이 교수는 “물만 있으면 수소를 거의 무한대로 저장할 수 있어 경제적·친환경적”이라면서 “궁극적으로는 물로부터 수소를 생산하고, 생산된 수소를 얼음에 저장한 후 이를 연소시키면 다시 수증기로 변하는 순환구조를 제시할 수 있을 것”이라고 말했다.

●수소車·연료전지 개발 ‘파란불’

지금까지는 섭씨 영하 252도 극저온에서 수소 기체를 액화시켜 저장합금이나 탄소나노튜브 등 특별제작된 용기에 저장하거나,350기압 이상의 초고압 상태에서 수소 기체를 저장하는 방법이 활용됐다. 이 때문에 수소는 미래 청정에너지로 주목받고 있는데도 경제성과 효율성이 떨어져 상용화에 어려움을 겪고 있다. 이에 따라 이번 연구성과로 수소 자동차와 연료전지 개발 등 수소에너지 상용화가 앞당겨질 것으로 보인다.

장세훈기자