▲ 노르웨이의 조선사인 아이데스빅의 바이킹 에너지 호는 암모니아 기반 연료전지를 장착한 세계 최초의 선박이 될 예정이다.(사진=Eidesvik)

[월간수소경제 편집부] 해상 운송에서 발생하는 탄소배출을 줄이기 위한 대안으로 암모니아 연료가 큰 주목을 받고 있다. 

독일 마인츠에 있는 프라운호퍼 마이크로엔지니어링 및 마이크로시스템 IMM 연구소는 ‘ShipFC 프로젝트’의 일환으로 13개의 유럽 컨소시엄 파트너와 협력해 세계 최초로 암모니아 기반 연료전지를 개발 중이다. 

ShipFC 프로젝트는 탄소 무배출 추진 기술을 대형 선박과 장거리 항해에 적용하기 위한 실증사업으로, 노르웨이의 NCE Maritime Cleantech가 주관하고 있다. 

액체 암모니아는 대기압에서 영하 33℃, 9bar에서 20℃로 보관할 수 있어 액화수소에 비해 취급이 용이하다.

암모니아(NH3)를 반응기에 넣어 질소(N2)와 수소(H2)로 분해한 후 연료전지에 공급, 전기를 생성해 선박을 구동하는 방식이다. 

▲ 암모니아 분해장치에서 나온 수소를 연료전지에 넣어 배를 구동한다. 분해 후 남은 잔류 암모니아 등은 촉매 변환기로 보내 유해한 질소산화물이 생성되지 않도록 한다. 결국 물과 질소만 배출된다.(그림=프라운호퍼)

이 과정에서 소량의 암모니아(100ppm)는 전환이 되지 않고 가스 흐름에 남게 되는데, 약 12%의 수소와 일부 잔류 암모니아를 프라운호퍼 IMM에서 개발한 촉매 변환기에 넣어 백금 촉매를 바른 주름진 금속 호일과 접촉시키는 방식으로, 최종적으로 물과 질소만 배출하게 된다. 

IMM팀은 올해 말 소형 시제품을 완성하고 내년에는 실제 크기의 시제품을 완성할 계획이다. 또 2023년 하반기에는 암모니아 연료전지를 노르웨이 조선사인 아이데스빅(Eidesvik)의 바이킹 에너지 호에 탑재해 시운전을 하게 된다. 

암모니아 연료는 ShipFC 컨소시엄의 파트너사인 야라(YARA)에서 제공한다. 유럽연합은 이 프로젝트에 천만 유로를 지원하고 있다. 

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