서진유_한국과학기술연구원 에너지소재연구단 책임연구원

심재혁_한국과학기술연구원 에너지소재연구단 책임연구원

이영수_한국과학기술연구원 에너지소재연구단 책임연구원

조영환_한국과학기술연구원 에너지소재연구단 책임연구원

1. 서론

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수소는 에너지 캐리어(Energy Carrier)이며 수소가 가지고 있는 에너지를 원하는 장소와 시간에 활용하기 위해서는 수소를 운송하고 저장할 수 있어야 한다. 이를 위해 개념적으로 가장 단순하게 생각할 수 있는 방식은 (1) 기체 형태의 수소를 파이프라인을 통해 운송하거나 고압용기에 넣어 운송/저장하는 기체방식이다. 두 번째로 생각할 수 있는 방식은 (2) 수소를 액화시켜 저온(영하 253℃)의 액체수소를 용기에 담아 운송하거나 저장하는 액체방식이다. 기체와 액체수소 방식은 도시가스나 액화천연가스 등 현재의 에너지 캐리어와 개념이 같아 우리에게 친숙하다. 조금 더 복잡한 개념의 수소운송/저장 방식으로는 (3) 수소를 포함하는 액상형태의 화합물이 있고, (4) 고체물질의 표면(흡착,Adsorption) 또는 내부(흡수,Absorption)에 수소를 고체형태로 저장하는 고체수소저장 방식이 있다. 액상화합물 또는 고체수소저장체에서의 수소는 순수한 수소로 존재하는 것이 아니기 때문에 수소를 액상화합물 또는 고체수소 형태로 전환해야 하고 또 반대의 과정이 필요하며, 이러한 과정을 얼마나 쉽고 경제적으로 진행할 수 있느냐가 중요한 요소이다. 따라서 수소의 적절한 운송/저장 방식을 선택하기 위해서는 액상화합물/고체수소저장체와 같이 개념적으로 또 기술적으로 더 복잡해 보이는 방식으로 수소를 운송/저장하는 기술이 왜 필요한지에 대한 고찰이 필요하며, 또 이 방법들이 고압기체나 액체수소의 어떤 점을 보완할 수 있는 지에 대한 이해가 필요하다. 액상수소화합물에 대해서는 본 호의 다른 소개 글에서 자세하게 다룰 것이므로 본고에서는 고체수소저장 방식에 대해 소개할 것이며, 고체수소저장 방식 중에서도 주로 최근에 실증 사례들이 많이 보고되고 있는 수소의 흡방출을 가역적(reversible)으로 잘 수행할 수 있고 또 상온 부근의 온도에서 작동이 가능한 금속계 소재들을 이용한 흡수(Absorption)방식의 고체수소저장기술에 대해 자세히 다루고자 한다.

<본 사이트에는 일부 내용이 생략되었습니다. 자세한 내용은 세라믹코리아 2019년 4월호를 참조바랍니다. 정기구독하시면 지난호보기에서 PDF를 다운로드 하실 수 있습니다.>