화석 연료에서 수소를 뽑아내는 온실가스 배출형 그레이 수소와 달리, 진정한 친환경 에너지인 그린 수소는 물을 분해해 만든다고 하는데, 어떤 원리인지 궁금합니다.

Question

화석 연료에서 수소를 뽑아내는 온실가스 배출형 그레이 수소와 달리, 진정한 친환경 에너지인 그린 수소는 물을 분해해 만든다고 하는데, 어떤 원리인지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

화석 연료를 가열하여 수소를 뽑아내는 그레이 수소는 부산물로 이산화탄소를 뿜어내지만, 그린 수소는 100% 재생에너지에서 나온 전기를 이용하여 물을 전기 분해하기 때문에 부산물로 오직 산소만 배출되는 가장 이상적인 에너지원입니다. 그 원리에 대해 설명해 드릴게요.

그린 수소의 핵심 원리는 물 분자는 수소와 산소가 강력한 공유 결합으로 묶여 있어 스스로 분해되지 않기 때문에 외부에서 전기 에너지를 공급하여 결합을 강제로 끊어내는 원리입니다. 그린 수소를 만드는 수전해 기술은 물에 전기를 무작정 흘려보내면 효율이 떨어지기 때문에, 어떤 전해질과 막을 쓰느냐에 따라 3가지 상용화 기술로 나뉩니다.

첫째로 알카라인 기술은 수산화칼륨 액체 전해질을 이용하며 가장 오래되어 기술 성숙도가 높고, 귀금속을 쓰지 않아 비용이 저렴합니다. 둘째로 고체 고분자 양이온교환막을 이용하는 고분자전해직막 기술은 반응 속도가 밀리초 단위로 매우 빠른 장점이 있습니다. 마지막으로 고체 산화물 세라믹을 활용한 고온수전해 기술은 고온 수증기를 이용하므로 필요한 전기 에너지가 대폭 줄어들어 효율 최고입니다.