버려지던 공장 폐열, ‘무탄소’ 대한민국 이끌 ‘황금 수소’로 재탄생
국내 최초 3천 시간 연속 운전 성공… ‘꿈의 효율’ 83%로 생산원가 혁신
굴뚝에서 그냥 버려지던 공장의 뜨거운 폐열을 ‘먹고’ 전기를 덜 쓰면서도 더 많은 청정수소를 생산하는, ‘꿈의 효율’ 83%를 넘어서는 차세대 수전해 기술이 국내 최초로 3천 시간 연속 운전에 성공하며 무탄소 시대로 가는 대한민국의 핵심 동력으로 떠올랐다.
한국기계연구원(기계연) 김영상 책임연구원팀은 30일, 20kW급 고온 고체산화물 수전해(SOEC) 시스템의 상용화 핵심 기술을 확보, 국내에서 전례 없던 3천 시간 연속 실증 운전을 성공적으로 마쳤다고 밝혔다.
이 기술의 비결은 ‘폐열의 재발견’이다. 700℃ 이상 고온의 스팀을 전기분해하는 과정에서, 외부 공장의 200℃급 폐열을 끌어와 스팀을 만들면 투입되는 전기량을 극적으로 줄일 수 있다. 연구팀은 이 방식으로 기존 저온 수전해 기술보다 전력 소비량을 15%나 절감했으며, 산업단지 폐열과 저렴한 신재생·원자력 전기를 결합하면 수소 생산 단가를 25% 이상 혁신할 수 있음을 증명했다.
특히 국내 고온 수전해 연구를 ‘시스템 단위’의 현실로 증명했다는 데 큰 의미가 있다. 3천 시간의 운전 동안 정전과 같은 돌발상황에서도 완벽한 제어 성능을 입증하며, 상용화의 가장 큰 관문이었던 기술 신뢰성을 확보했다.
김영상 책임연구원은 “이번 성공은 고효율·저비용 청정수소 생산 시스템의 핵심 기술을 우리 손으로 확보한 것”이라며 “버려지던 에너지를 활용해 탄소중립과 수소경제 활성화에 기여하는, 그야말로 일석이조의 기술”이라고 강조했다.
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