과학시간에 암모니아를 한 번씩 들어 봤을 것이다. 암모니아, 화장실 가면 냄새나는 그 암모니아 맞다.
이 암모니아를 친환경 에너지로 개발하고 있다. 왜? 어떻게?
암모니아 기술이 수소의 단점을 극복
암모니아를 차세대 재생에너지원으로 개발 중인 이유는 암모니아가 수소와 질소로 구성되어있기 때문이다. 그럼 암모니아를 어떻게 수소의 단점을 채워줄 수 있을까?
수소는 친환경에너지로써 현재 우리나라뿐만아니라 전 세계에서 가장 뜨거운 관심을 받고 있는 차세대 에너지 자원이다. 하지만 이런 수소에너지의 큰 장점이 있었으니 바로 수소를 원하는 곳까지 운반하는데 어려움이 따르기 있기 때문이다. 기체 형태의 수소는 단위 부피에 저장할 수 있는 양이 작아 한 번에 많은 양의 수소를 운송하는데 어려움이 따른다. 이를 극복하기 위해 액상 형태의 화합물을 수소 운반체로 활용하는 방법이 제안되어 연구되고 있다.
그 방법이 바로 암모니아를 이용하는 것이다. 액상 암모니아는 액체수소보다 같은 부피로 1.5배 가량의 더 많은 양의 수소를 저장할 수 있다. 생산과정에서도 다량의 이산화탄소를 배출하는 기존 천연가스 수증기 개질 기반의 수소생산법과는 달리 암모니아는 분해 과정에서 수소와 질소만 생성하기 때문에 훨씬 친환경적이라 할 수 있다.
KIST 연구진은 암모니아를 수소와 질소로 분해하는 촉매와 저렴하게 생산할 수 있는 분리막 소재를 개발했다. 개발한 촉매와 분리막 소재를 결합하여 암모니아로부터 수소를 생산하는 반응과 동시의 분리막으로 고순도의 수소를 분리해내는 추출기도 구현해냈다. 현재 개발된 기술은 높은 순도의 수소를 연속적으로 생산할 수 있으며 별도의 수소 정제장치 없이도 연료전지와 직접 연계해 소형 전력 발생장치에 적용이 가능하다 한다.
암모니아의 에너지원으로 장점을 요약하면
분해과정에서 온실가스를 배출하지 않는다.
수소에 비해 제조와 저장에 용이하다.
선박과 자동차에서 암모니아 엔진 개발 중
이미 암모니아를 연료로 하는 엔진은 개발중에 있다. 선박의 경우 현대미포조선은 영국의 로이드선급으로부터 암모니아를 연료로 하는 선박에 대한 개발 의뢰를 받아 향후 5년 내에 암모니아 추진선을 상용화한다는 목표를 가지고 있다.
삼성중공업은 지난 1월부터 만에너지솔루션, 영국의 로이드선급, 말레이시아 선사 MISC와 암모니아 추진선을 개발하고 있다.
자동차의 경우는 한국에너지기술연구원이 LPG와 가솔린의 겸용 엔진을 개조하여 만든 암모니아 엔진이 있다. 이 엔진은 암모니아 70%와 가솔린 30%를 혼합한 연료로서 이 엔진이 탑재된 자동차를 타고 시속 60~80km로 주행하는 시험 주행까지 마쳤다고 한다. 자동차 연료의 70%를 암모니아로 대체했기 때문에 이산화탄소 배출도 70% 줄어든다. 또 기존의 LPG 충전소 인프라를 약간만 개조하면 암모니아 충전소로 사용할 수 있다는 점이 상용화 가능성을 높이는 장점이다.
가까운 미래에 암모니아를 활용하여 국내 대용량 수소공급에 새로운 시대를 열어 수소에너지 시대를 더 앞당겼으면 한다.
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