[월간수소경제 편집부] 이안 멧칼프 뉴캐슬대 화학공학과 교수가 이끄는 연구팀이 혁신적 수소생산 시스템을 개발해 주목된다.

뉴캐슬대학 측에 따르면 수소와 일산화탄소를 반응시켜 이산화탄소와 수소를 만드는 이 시스템의 가스흐름은 평형상태에 가깝게 작동해 순수한 수소를 생성, 추가 분리 공정이 필요치 않다는 것이 핵심이다.

이 장치는 반도체를 사용한 산소저장소를 이용, 산소의 전송 중 반응흐름 사이에서 반응가스가 혼합되는 것을 방지한다. 이때 사용되는 산소저장소는 노출됐던 상태에 대한 ‘화학 기억’을 가지게 되며, 멧칼프 교수는 이를 ‘수소기억반응장치(Hydrogen Memory Reactor)’라고 이름 붙였다.

멧칼프 교수는 “기존의 수소생산 시스템은 분리단계와 2기의 반응장치가 필요하지만 우리는 단일장치로 수소생산까지의 모든 단계를 수행한다”며 “완벽한 반응장치인 ‘수소메모리리액터’로 순수하게 분리된 수소를 얻을 수 있다”고 자신했다.

이어 멧칼프 교수는 “화학반응기에서 수소 생산 시 분리가 필요한데, 이는 비용이 많이 들고 에너지 집약적”이라며, “화학적 변화는 보통 여러 반응제가 함께 섞이고 가열되는 혼합반응을 통해 수행되고, 이는 불완전한 변환과 최종 제품 혼합물(수소 생산량)의 손실로 이어진다”고 말했다.

또한 “이 시스템의 큰 특징 중 하나는 분리 중 일산화탄소 혹은 이산화탄소가 수소 흐름에 유입되는 것을 막는다”며 “결과적으로 오염으로 인한 심각한 문제를 피할수 있고, 기존의 다른 공정들에 비해 비정상적으로 높은 수소전환률을 가진다”고 말했다.

한편 이번 연구는 학술저널 네이처지(Nature Chemisry)에 5월 27일자로 발표됐다. 영국 뉴캐슬대학교 (Newcastle University)가 주도하고 공학 및 물리 과학 연구위원회(EPSRC)의 지원을 받았으며, 프랑스 더럼(Durham)대학과 에딘버러(Edinburgh)대학 및 유럽 싱크로트론 방사선시설(Eurronron Radiation Facility)의 전문가가 참여했다.