가스 하이드레이트 이용 수소 대량저장 기술 개발

[포항] 청정 에너지이지만 저장하기 어려운 기체인 수소를 쉽게 대량 저장할 수 있는 새로운 기술이 개발됐다.

포스텍은 27일 화학공학과 이건홍 교수·이보람 연구교수가 울산과학기술원(UNIST)·한국생산기술연구원·미국 콜로라도 광업대와 함께 낮은 압력 조건에서 가스 하이드레이트 내부에 많은 양의 수소를 저장할 수 있는 새로운 원천기술을 개발했다고 밝혔다. 이 원천기술은 미국 화학회가 발행하는 물리화학 저널 ‘저널 오브 피지컬 케미스트리 C’지를 통해 발표됐다.

가스 하이드레이트는 내부에 연소 가스가 저장돼 있어 불을 붙이면 타는 성질을 갖고 있다. 이른바 ‘불타는 얼음’으로 통한다. 수소 등 크기가 작은 가스를 저장하기 위해선 1천 기압(1t의 물질이 누르는 수준의 압력)의 초고압 조건이 필요하다. 열역학적 촉진제를 사용해야만 100기압에서 수소 하이드레이트를 안정화할 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 촉진제를 사용하면 하이드레이트 구조 내부에 촉진제가 가스보다 먼저 저장돼 촉진제를 많이 사용할수록 가스 저장 공간이 줄어 실용성이 떨어진다.

연구팀은 이 같은 문제를 해결하기 위해 ‘준안정성’에 착안했다. 준안정성은 바닥상태보다 에너지가 높은 상태로 오랫동안 변하지 않고 유지되는 상태다. 이는 한계점 이상의 외부적 요인이 생기면 바로 안정 또는 불안정 상태로 변한다.

연구팀은 이를 응용해 가스 하이드레이트 자기보존 효과를 정밀하게 조절했고, 5기압으로 수소와 질소를 하이드레이트 안에 저장할 수 있는 결과를 얻었다.

김기태기자 ktk@yeongnam.com

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