화학연 수소 안전하게 대용량으로 저장.운송하는 기술 개발

수소 저장용 액체 물질 MBP 개발
MBP 합성법도 최초 개발, LOHC에 적용

연구팀이 개발한 액상 유기물 수소 저장체와 수소 저장·공급 반응 촉매 화학 공정.

수소를 안전하게 대용량으로 저장, 운송할 수 있는 기술이 개발됐다.

한국화학연구원(원장 김성수) 박지훈 박사 연구팀과 한양대 화학공학과 서영웅 교수 연구팀, 포항공대 한정우 교수 연구팀의 공동연구 성과다.

연구팀이 개발한 새로운 수소 저장용 액체 물질은 ‘MBP’다. 수소 저장 물질에 다른 원자를 추가하면 탈수소화 에너지를 줄일 수 있다는 점에 착안했고, 계산 화학을 통해 물질에 산소, 질소, 인 등의 원자를 추가해보는 컴퓨터 시뮬레이션을 실시했다.

이 결과 수소 저장 물질에 질소 원자가 1개 포함된 고리형 화합물을 추가해 수소를 대용량으로 안전하게 저장할 수 있으면서도 탈수소화 에너지를 줄일 수 있는 화합물인 MBP를 개발했다. 또 값싼 물질로 MBP를 만드는 합성법을 최초로 개발해 LOHC 기술에 적용했다.

연구팀은 수소를 액체에 더하거나 빼는 과정에서 사용하는 촉매 제조 기술도 개발했다. 수소를 액체와 반응시켜 액체 안에 저장하는 과정에서는 Ru(루테늄)계 촉매를 사용했고, 저장된 수소를 액체로부터 분리해내는 탈수소화 과정에서 기존 Pt(백금) 촉매를 대신해 Pb(팔라듐)계 촉매를 적용했다. 반응을 활성화 시키기 위해 각 촉매의 구조와 분산도를 개선했다.

현재 상용화까지 가능한 대량 생산 기술을 확보하기 위해 파일럿 규모의 수소 저장체 제조 공정 및 수소 저장 공급 시스템 연구가 지속되고 있다.

박지훈 화학연 박사는 “전 세계에서 몇 개의 연구팀만 보유한 수소 저장체 및 촉매를 독자적으로 확보했다. 수소 사회 진입의 걸림돌인 수소 저장 공급 기술 문제를 극복할 수 있는 방안을 마련했다는 점에서 의미가 있다”고 말했다.
이해미 기자 ham7239@