연사자소개

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기조발표
[발표세션1] 수소 생산 I
[발표세션2] 수소 생산 II
[발표세션3] 수소 저장 및 운송

조현석

그린수소 생산을 위한 알칼라인 수전해 핵심기술개발 연구동향

Development of core-technologies of alkaline water electrolyzer for renewable hydrogen production

· 한국에너지기술연구원 책임연구원

약력

(現) 한국에너지기술연구원 선임/책임연구원
(現) IEA Annex30 수전해분과 위원
(前) Australian Renewable Energy Agency Project consultant
(前) 현대자동차 책임연구원

초록

그린수소의 생산단가를 2,500원 이하/kg 수준으로 확보하기 위해서는 수전해기 이용률 50%(연간 4,200시간) 이상, 내구성 20년, 장치효율 85%(HHV)을 확보하면서도 MW당 2~5억 원 수준의 가격경쟁력 확보가 선결되어야 한다. 기술적 성숙도가 가장 높은 알칼라인 수전해 기술의 경우 저가화에 장점이 있지만 다른 수전해 기술 수준의 높은 효율에서의 수소생산 고밀도화(5배 수준)가 이뤄져야 할 필요가 있다. 높은 수소생산밀도 조건에서의 효율을 높이기 위해서는 전극과 분리막 등과 같은 핵심 소재의 고효율화를 달성하고 고전류 영역에서는 특히 전극의 내구성 확보와 분리막의 이온저항을 낮춰 셀의 효율과 안전성을 동시에 높이는 것이 중요하다. 고전류 영역에서의 효율 확보를 위해 분리막 두께를 줄이면 저전류 영역에서의 산소극 내 수소 농도가 상승하게 되어 시스템 전체 안전성에 문제를 일으킬 수 있는 점을 고려해야 한다. 특히나 변동성이 높은 발전원과의 알칼라인 수전해기의 연결은 시스템 안전성과 내구성 측면에서의 문제점이 발생하게 된다. 본 발표에서는 상용 알칼라인 수전해의 수소생산밀도를 뛰어 넘어 PEM수전해 운전 조건에서의 효율과 밀도를 달성하고 더 나아가 변동성이 높은 입력에 대해 응답성을 개선시킨 알칼라인 수전해 기술의 소재 및 시스템 설계에 대한 내용을 발표하고자 한다.