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IHI, 암모니아 연료 SOFC 개발1kW급 발전 성공
윤인상 기자  |  kgnp@gasnews.com
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[1349호] 승인 2018.06.22  23:04:30
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▲ 요코하마 사무소 내에 설치한 1kW SOFC 실증기

[가스신문=윤인상 기자] IHI는 암모니아(NH₃)를 연료로 발전하는 SOFC(고체 산화물형 연료 전지)를 개발하고, 올해 3월 회사 요코하마 사업소(요코하마시)에서 실증시험을 통해 1kW급 발전에 성공했다. 2020년대 초반의 시장 투입을 목표로, 업무·산업용 시스템의 대형화에 나선다.

암모니아는 수소를 활용하기 위한 에너지캐리어로서 주목되고 있다. 에너지캐리어란 액화수소, 메틸시크로헥산, 암모니아 등 수소를 많이 함유하는 물질을 말한다.

수소 생산지에서 에너지캐리어로 합성해 화학적으로 안정돼 있는 상태에서 보존, 운반해 소비자에서 수소를 추출한다.

암모니아는 수소를 추출하지 않고 그대로 이용할 수도 있다. 수소 함유량이 많고 액화, 운반, 저장이 쉽다. 비료 등의 원료로서도 사용되고 수송인프라가 이미 갖춰져 있다.

이러한 특징에서 저탄소사회의 조기실현을 가능하게 하는 물질로서 기대되고 있다.

IHI는 암모니아의 제조에서 이용까지 전과정을 연결하는 밸류체인의 구축을 목표로 하고 암모니아를 연료로서 이용하는 가스터빈의 연소기술과 SOFC의 개발에 주력하고 있다.

실증시험용 SOFC는 노리타게컴퍼니 리미티드제의 셀(Cell) 스텍을 채용했다. 직류발전 효율은 56%이다. 교류로 변환하는 하이버터를 사용할 경우 교류송전단 효율은 약 50%로 추정하고 있다.

향후 SOFC와 동급 효율인 교류 송전단 효율 52% 이상을 목표로 한다.

탄소를 포함하지 않는 암모니아를 연료로 하기 때문에 CO₂를 배출하지 않고 발전할 수 있다. SOFC의 작동온도 700~900℃의 고온역에서는 수소와 질소로 열분해하는 암모니아의 특성을 살려 개질기가 불필요한 심플한 구성이 된다.

개질기를 탑재하는 시스템 대비 콤팩트하고 비용 절감도 기대된다.

향후 1000시간 정도의 장시간 연속 운전에 의한 실증시험을 거쳐 내구성 등을 확인한다. 업무, 산업용을 목표로 한 시스템의 대형화, 고효율화에 대응해 수십~수백kW급을 개발할 예정이다.

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