산업통상자원부는 올해 하반기 수소·연료전지 분야 신규 기술개발 과제를 공고한다고 9일 밝혔다.

대상 사업은 신재생에너지 핵심기술개발과 그린수소 생산 및 저장시스템 기술개발 사업 내 9개 과제다. 1차년도에는 총사업비 720억원 중 128억원이 지원될 예정이다. 총사업비는 신재생에너지핵심기술개발 570억원, 그린수소 생산 및 저장시스템 기술개발 150억원이다.

먼저, 수전해를 통한 수소 생산 방식 중 하나인 음이온교환막 수전해(AEM: AnionExchangeMembrane) 기술을 확보하고 암모니아로부터 수소를 대량 추출하는 기술을 개발해 대규모 청정수소 공급에 기여하는 것을 목표로 한다.

AEM 기술은 전극 소재로 귀금속을 사용하지 않고 재생에너지 부하변동 대응이 쉬워 차세대 그린수소 생산 방식으로 부상 중이며, 특히 아직 전세계적으로 상용화 초기단계이므로 국내 기술 확보 때 세계 수전해 시장을 선도할 것으로 기대된다.

AEM 방식은 음이온 교환막을 이용한 수전해 방식으로 저렴한 소재(전극, 분리판 등) 사용 및 소형화가 가능해 경제적이나, 내구성 있는 음이온교환막 개발이 열쇠다.

아울러, 이미 상용화가 이뤄진 수전해 시스템(알칼라인, PEM)의 신뢰성·내구성을 높여 그린수소 생산 기반을 공고히 할 계획이다.

알칼라인 방식은 알칼리 용액을 전해질로 사용하는 수전해 방식으로 내구성이 높고 장치 가격이 낮으나 동일용량 대비 장치 사이즈 크고, PEM 방식은 양이온 고분자 전해질을 이용한 수전해 방식으로 부하변동성 대응에 용이하나 전극으로 귀금속을 사용해 가격이 높다.

암모니아는 기존 전세계 공급망과 인프라를 활용할 수 있으므로 가장 효율적인 해외 청정수소 저장·운송 수단 중 하나로 고려되고 있다.

현재는 암모니아에서 하루 40kg의 수소추출이 가능한 단계로, 상용급 플랜트 수준으로 가는 전 단계인 2t급 실증기술을 확보해 향후 국내 도입되는 그린암모니아에서 대규모 그린수소를 생산하고 유통하는 데 기여할 것으로 전망된다.

현재 수소차 위주의 수소 모빌리티를 항공용·선박용 등 다양한 수송분야로 확대해 탄소배출 저감을 촉진한다.

항공용 연료전지의 소재·부품 단위 경량화 기술개발로 무게를 절반 수준으로 줄여 미래 교통수단으로 각광받는 도심항공교통(UAM)의 동력원으로 수소 기반의 연료전지 사용이 앞당겨질 것으로 기대된다.

미래 해외 청정수소 도입의 주요 운반 수단이 될 액화수소 운송선의 동력원으로 친환경 무탄소 연료인 액화수소를 사용하는 선박용 연료전지 시스템 설계기술을 확보해 청정수소 도입에 차질 없이 대비할 계획이다.

이와 함께 기타 LNG를 사용하는 건물용 연료전지의 CO2 포집 기술 확보, 청정수소 기반 친환경 수소사회를 구현하기 위한 청정수소 인증제도 설계 등을 추진해 탄소중립 실현을 위한 기반 구축도 지원할 예정이다.