[월간수소경제 성재경 기자] 주변에서 흔히 버려지는 나무가 수소로 다시 태어난다.

POSTECH(포항공과대학교) 화학공학과 김동표 교수·통합과정 임세준 연구팀은 UNIST(울산과학기술원) 에너지화학공학과 류정기 교수·통합과정 오현명 연구팀과 공동으로 폐목재를 수소와 고부가가치 화합물로 전환하는 공정법을 개발했다.

이 기술을 활용하면 이산화탄소가 배출되지 않을 뿐만 아니라, 수소와 함께 식품·의약품의 원료로 쓰이는 바닐린(Vanillin)을 얻을 수 있다.

수소생산 시 이산화탄소가 나오는 ‘그레이수소’의 대안으로 수전해를 통한 ‘그린수소’ 생산 공정이 주목받고 있지만, 전력소모가 커 생산단가가 높고 수소와 산소가 섞이면 폭발의 위험이 있다.

연구팀은 몰리브덴(Mo) 기반의 저렴한 금속 촉매를 활용, 폐목재를 분해해 그린수소로 만드는 연속 공정법을 개발했다. 촉매로 바닐린이 만들어지고, 이 과정에 비활성화된 촉매를 재활성화하는 공정 중에 수소를 생산할 수 있다.

물질·열전달 효율을 극대화하는 미세유체기술을 이번 공정에 적용, 기존 폐목재 분해의 한계였던 공정 시간을 12시간에서 30분으로 크게 줄였다는 점이 큰 특징이다.

또 연속 분리공정을 통해 폐목재 분해 산물로 발생할 수 있는 전극의 오염을 방지할 수 있으며, 폐목재가 분해되면서 비활성화됐던 촉매가 수소생산 과정에서 자동으로 재활성화돼 연속 공정이 가능하다는 이점이 있다.

연구 결과 수전해 공정 대비 절반 수준의 전력이 소모돼 수소생산 효율이 높고, 폭발 위험도 전무하다.

이번 연구 논문은 국제 학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 최근 게재됐다.