Theories and Applications of Chem. Eng., 2022, Vol. 28, No. 1 322
화학공학의 이론과 응용 제28권 제1호 2022년
암모니아 기반 그린수소 생산기술 개발 현황 정운호, 구기영†
한국에너지기술연구원 (kykoo@kier.re.kr†)
수소는 기존의 화석연료를 대체할 친환경 에너지원으로 주목받고 있다. 하지만 기존 LNG기 반의 수소생산 방식의 경우 수소생산 과정에서 이산화탄소가 배출되어 그레이수소로 불리 며 친환경 이미지가 많이 훼손되고 있다. 이에 따라 최근에는 그레이수소에서 블루, 그린수 소인 청정수소로의 전환이 이루어져야 한다는 목소리가 높아지고 있다. 청정수소의 경우 가격적인 측면에서 국내 생산 뿐만 아니라 수입도 고려되고 있으며 수소를 수입하기 위한 수소캐리어로 암모니아의 활용이 유력한 상황이다. 암모니아는 상온에서 쉽게 액화되며 단 위 부피당 수소저장량이 121 kg/m3으로 액화수소 70.8 kg/m3 보다 크다는 장점이 있다. 또 한 이미 국제인 수출입 및 지역 분배가 선박 및 트럭으로 이루어지고 있어 인프라 구축에 큰 비용이 들지 않는다는 점도 암모니아를 수소캐리어로 활용하는 이유 중의 하나이다. 암모 니아를 분해하여 수소를 생산하기 위해서는 암모니아를 분해하는 공정과 분해가스를 정제 하는 공정이 필요하다. 암모니아는 600oC 내외의 온도에서 촉매반응을 통해 분해되며 귀금 속인 Ru계 촉매가 사용된다. 작동 압력의 경우 분해가스의 정제를 위한 PSA공정과 연계할 수 있도록 8기압 내외이다. 부가적으로 액체 암모니아의 기화, 예열 및 분해가스의 냉각을 위한 열교환기의 설치가 필요하며 최적의 열교환망을 구성함으로써 수소생산 효율을 높일 수 있다.
