환경/에너지 액체수소 저장용 소재 기술개발 및 동향

개요 ★ 향후 수소에너지의 수요 증대에 따라 대용량 저장이 목적일 경우 액체수소기반 저장 및 운송 방식이 가장 현실적인 방안으로 평가되며, 이에 따라 액체수소 저장 및 운송을 위한 국내외 소재 기술개발 동향을 소개하고자 함 주요 현황 ★ 현재 액체수소 방식의 저장 및 운송은 산업저변이 넓지 않은 상황이며, 국내 수소 운송 및 대규모 저장 관련 산업 여건은 매우 취약함 ★ 극초저온 환경에서의 소재, 특히 수소의 액화온도인 –253℃에서의 액체수소 저장용 소재 기술 및 정보는 대부분 미국, 일본 등의 해외 선진국에서 독점하고 있음 시사점 및 정책제안 ★ 액화기술과 액화수소의 해상수송은 현재 일부 추진 중으로, 기술발전 트렌드를 고려하면 기술적으로는 가능하겠지만, 액화수소의 저장 및 이송 비용은 상당할 것으로 예상되어 경제적인 성과는 미지수임 ★ 액화수소 저장용 소재 개발은 평가 설비 부재의 문제도 있어 소재 개발에 앞서 극초저온 환경에서의 소재평가 설비 구축도 시급한 상황임1. 액체수소 저장용 소재 개요 ★ 수소에너지의 상용화를 위해서는 수소 생산뿐 아니라, 효율적으로 저장 및 운송하는 기술 개발과 인프라 구축이 중요 (그림 1) - 친환경 연료로 수소를 활용하기 위한 주요 기술 분야의 하나로 극초저온 액체수소의 저장 및 공급시스템을 들 수 있음 - 액체 상태로 수소를 저장하거나 운송하기 위해서는 극초저온 냉각 기술이 필요하며, 고가의 금속 소재 사용으로 비용이 크게 증가됨 - 다공성 물질이나 액상 유기화합물(LOHC), 금속 또는 금속간화합물 형태의 액체 및 고체 상태 저장은 아직 기술 개발 단계에 있음 (출처 : 국토교통부, 2018) | 그림 1. 미래 수소사회 인프라의 가치사슬 | ★ 현재 고압 기체 형태로 운송하는 방식이 일반적이나, 수소에너지 수요 증대에 따라 대용량 저장이 목적일 경우 액체수소기반 저장 및 이송 방식이 가장 현실적인 방안으로 평가됨(그림 2) - 액체수소는 영하 253℃ 이하의 초극저온으로 냉각하여 저장하는 방식으로 기체 저장 대비 약 240배 많은 수소를 저장할 수 있다는 장점이 있음 - 액체수소는 기체수소의 부피를 약 1/800로 감소시킬 수 있어 동일 압력에서 기체수소 대비 800배의 체적에너지 밀도를 가지고 있음 - 액체수소 방식으로 운송 시, 이송 비용 90% 절감 가능