▲ 김홍열 대표가 개발한 고분자전해질 수전해 시스템을 이용해 직접 제작한 연료전지 미니선풍기를 돌리고 있다.
(주)웨스피(대표 김홍열)가 최근 고분자전해질(PEM) 수전해 장치를 개발했다.

이 시스템은 25㎠ 면적의 전극 10장을 쌓아올린 스택이 적용돼 시간당 50ℓ의 수소가 발생된다. 수전해 방식에 따라 수소와 함께 산소도 발생되는데 시간당 25ℓ의 산소가 나온다.

이번 수소제조장치는 우석대학교 수소연료전지 부품 및 응용기술 지역혁신센터의 지원을 받아 나온 결과물로 3ℓ짜리 물탱크 2개가 탑재돼 있다.

자동제어기능으로 산소 측 물탱크에 들어있는 물이 소모됐거나 수소 측 물탱크에 물이 찼을 경우 가동이 자동 차단된다.

또한 전원장치를 별도로 두지 않고 시스템 상에서 스위치를 켜면 작동이 되게끔 그에 맞는 전원공급 장치를 설치했다.

전원공급기의 조절을 통해 원하는 만큼의 수소와 산소를 발생시킬 수 있다는 특징이 있다.

수전해 방식에는 알칼리 수전해와 고분자전해질 수전해가 있는데 고분자전해질 수전해의 경우 낮은 온도에서 순수한 물을 이용해 고순도의 수소를 고압으로 제조할 수 있다는 장점이 있다.

고분자전해질 수전해 장치에서 생산된 수소는 미량의 수분을 제거하면 별도의 정제과정 없이 최소 순도 99.99% 이상의 수소를 얻을 수 있어 산업용 수소 중에서도 고순도 수소시장에 적합할 것으로 웨스피 측은 내다보고 있다.

다만 MEA제조 과정에서 백금계열의 귀금속 촉매를 사용하기 때문에 가격이 높다는 것이 최대 단점으로 작용한다.

김홍열 웨스피 대표는 “고분자전해질 수전해 시스템 구성요소 중 가격 측면에서 가장 큰 비중을 차지하는 것이 셀 스택”이라며 “가격경쟁력을 확보하기 위해 현재 사용하고 있는 코팅방식을 개선하고, 다양한 형태의 티타늄을 이용해 성능은 높이고 가격은 떨어뜨리는 기술을 개발 중”이라고 말했다.

아울러 김 대표는 “국내에서 유통되는 산업용 수소는 대부분 석유화학공정 중 부산물로 생성된 것으로 70%가 나프타분해방식으로 얻어지기 때문에 유가상승으로 인한 나프타가격인상은 수소가격의 인상으로 이어지며 여기에 튜브트레일러 등 운송비까지 포함하면 수소가격은 더 높아질 수밖에 없다”며 “앞으로는 수전해와 같은 온사이트 방식의 수소공급이 각광을 받을 것으로 기대된다”고 덧붙였다.

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