[월간수소경제 이종수 기자] 미국 블룸에너지의 고체산화물 수전해기가 원전의 증기를 활용한 대량의 수소 생산 가능성을 보여주었다.  

블룸에너지와 미국 원자력 연구개발센터인 아이다호 국립연구소(INL)는 지난 9일 블룸에너지의 고체산화물 수전해기 시험 운전의 초기 결과를 발표했다. 이번 시험에서 500시간 가까이 전체 부하 가동이 완료된 블룸에너지의 고체산화물 수전해기(Solid Oxide Electrolysis Cell, SOEC)가 PEM과 알칼라인 등 상업적으로 이용이 가능한 다른 수전해기보다 더 효율적으로 수소를 생산할 수 있음을 확인했다. 

INL의 연구원들은 동적 에너지 시험 통합 연구소에서 원자력 시설과의 완전한 호환성을 검증하는 중요한 단계인 원자력 발전소 상태를 재현하는 증기 및 부하 시뮬레이션을 포함해 블룸에너지의 고체산화물 수전해기(SOEC)에 대한 다양한 테스트를 수행해 왔다. 

이번 시험 결과에 따르면 블룸에너지의 SOEC는 수소 1kg을 생산하는 데 37.7kWh의 전기가 사용됐다. 또 직류(DC)에서 수소 생산 효율이 LHV(Lower Heating Value) 기준 88.5%를 기록했다.  

아이다호 국립 연구소(INL)의 존 와그너 소장은 "블룸에너지의 SOEC는 지금까지 INL에서 테스트한 것 중 가장 효율적인 수전해 장치"라며 “수소가 원자력과 같은 깨끗하고 지속적인 공급원으로부터 생산될 때 우리가 탈 탄소화 과정에서 직면하는 몇 가지 중요한 문제들을 해결하는 데 도움을 줄 수 있다”고 말했다. 

지속적으로 작동하고 고품질의 증기를 제공하는 원자력 발전소는 많은 양의 그린수소를 효율적으로 생산하기 위한 수전해 장치를 활용하는 데 적합하다. 전 세계 수소 수요는 2050년까지 10배 이상 증가할 것으로 예상됨에 따라 저탄소 및 제로 탄소 공급원에서 대량의 수소 생산이 필요하다. 

그러나 대량의 수소 생산의 주요 장벽 중 하나는 비용이다. 물 전기 분해를 통한 수소 생산 비용의 최대 80%는 전기이다. 블룸에너지의 SOEC는 고온에서 작동하기 때문에 물 분자를 분해하는 데 저온 PEM이나 알칼라인 수전해기에 비해 에너지가 적게 든다. 또 외부의 열과 결합 시 PEM, 알칼라인 수전해보다 최대 45% 더 효율적으로 수소를 생산할 수 있다. 

블룸에너지의 설립자이자 회장 겸 CEO인 KR Sridhar는 “블룸에너지의 SOEC에 원전 증기를 투입함으로써 수소 생산 시 DC 전기 효율이 지금까지 보고된 어떤 상업 또는 시연 단위보다 더 우수하다는 것을 검증할 수 있었다”고 말했다.