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GLOBAL NEWS

日, 플라즈마 이용해 액체탄화수소에서 수소 추출

다이코상사-이와테대학 공동연구…에너지효율 높고 안전
3년 내 수소전기차에 도입 가능한 시제품 제작


[월간수소경제 편집부] 일본의 산업 및 건설기계 전문기업 다이코상사(大高商事)가 이와테(岩手)대학과 공동으로 수소연료전지 연구를 시작했다. 플라즈마로 액체탄화수소를 분해해 수소를 뽑아내는 것이 특징이다. 수소탱크가 탑재된 기존의 수소전기차와 비교해 안전성이 뛰어나고 에너지효율이 높다. 일본경제신문의 보도에 따르면 다이코상사와 이와테대학은 3년 내로 수소전기차에 도입 가능한 연료전지 시제품을 제작하고, 대기업 등에 기술을 이전할 계획이다.


이번 연구는 다이코상사의 기술자문을 맡고 있는 우츠노미야대학 니시다 야스시(西田 靖) 전 부학장과 이와테대학 이공학부의 다카키 코이치(高木 浩一) 교수가 주도한다.


수소는 다양한 방법으로 생산할 수 있는데, 이번 연구에서는 액체탄화수소에 전극을 설치하고 15kV 상당의 교류를 가하면 전위차에 의해 절연파괴가 일어나 수소와 탄소를 분리할 수 있다는 이론에서 시작됐다.


니시다 기술자문은 대만에서 액체탄화수소에 프로판가스나 메탄가스 등을 이용한 실험을 실시해, 수소 정제에 성공했다. 이와테대학과의 공동연구에서는 해당 기술을 소형화하는 동시에, 화학반응을 제어하면서 실용화를 위한 실험을 진행한다. 고전압전원 분야 전문가인 다카키 교수는 수소전기차에서 최적의 성능을 보이는 고전압 펄스 전원 개발을 맡는다.


현재 수소전기차는 대규모 화학 플랜트에서 생산된 부생수소를 고압 또는 액화해 탱크에 넣어 저장 및 운반하고 있다. 이 과정에서 대량의 에너지를 사용한다. 반면 플라즈마 방전 방식에서 수소는 차량 위에 탑재된 장치를 통해 정제돼 차내 연료전지로 투입된다. 따라서 고압‧액화 등의 과정을 생략할 수 있다.


현재 택시 등의 상용차를 중심으로 프로판가스를 연소시켜 동력으로 사용하는 방법도 이용되고 있다. 하지만 니시다 기술자문에 따르면 플라즈마 방전 방식은 이산화탄소를 발생시키지 않으며, 이론적으로는 분해에 필요한 에너지보다 발생되는 에너지가 더 많으므로 에너지효율 면에서도 우수하다고 밝혔다.


다만 플라즈마 방전 방식만 활용할 경우, 가스의 20~30%는 분리되지 않고 남는다. 따라서 원심력을 이용해 남은 가스에서도 수소를 추출하는 기술 개발도 계획 중이다. 




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