사진설명. (왼쪽부터) 이철진 교수, Redunsys(前텍사스 오스틴대학) 알리 셰리프 박사(제1저자), 

캘리포니아 산타바바라대학 서상원 교수, 퍼듀대학 존 윌리엄 셰필드 교수

우리 대학이 차세대 핵심 에너지원으로 주목받는 수소의 운송 기술을 획기적으로 개선했다.

화학공학과/지능형에너지산업융합학과 이철진 교수가 미국 캘리포니아 산타바바라 대학, 퍼듀대학과의 공동연구를 통해 수소의 장거리 해외 운송에서 발생하는 비용과 탄소 배출 문제를 줄일 수 있는 새로운 공정 전략을 개발했다.

수소는 차세대 친환경 에너지원으로 각광받고 있지만, 저장과 이송이 까다롭고, 특히 대륙 간 운송 과정에서 발생하는 높은 비용과 다량의 이산화탄소로 상용화에 어려움이 있었다.

사진설명. 이산화탄소/열 루핑기반 수소/열 공동 수송 개념도

연구팀은 대규모 해외 수소 공급 체계에서 경제성과 탄소 저감을 동시에 실현할 수 있는 공정 기술을 제시했다. 이산화탄소와 열을 함께 순환시키는 ‘이중 고체 캐리어 기반의 하이브리드 CO2/열 루핑 시스템’을 고안, 메탄올, 포름산, 디메틸 에테르 등 수소 캐리어와 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화리튬 등의 열화학 물질을 함께 활용해 수소와 열의 공동 수송이 가능한 시스템을 설계했다.

그 결과 새롭게 제안된 운송 방식은 기존 대비 최대 46% 이상 탄소 배출을 줄이고, 비용 역시 절감할 수 있는 것으로 분석됐다. 특히, 미래 기술 시나리오 적용 시 2050년에는 탄소 배출량이 기존대비 59% 이상으로 비약적으로 낮아졌다.

이철진 교수는 “해외에서 생산된 청정 수소를 안정적이고 효율적으로 도입하기 위해서는 경제성과 환경성을 모두 갖춘 새로운 공정개발이 필수”라며, “이번 연구에서 제안한 CO2 및 열 루핑 기반의 공정은 수소 운송 과정에서의 탄소발자국과 비용을 동시에 줄일 수 있는 효과적인 해법이 될 것”이라고 강조했다.

이번 연구는 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원의 지원을 받아 수행됐으며, 국제 공동연구를 통해 발표한 논문 ‘비용 효율적인 하이브리드 CO2/열 루핑 전략을 통한 저탄소 수소 운송(Unlocking low-carbon hydrogen transportation through a cost-effective hybrid CO2/heat looping strategy)’은 친환경·지속가능기술 분야 저명 학술지 ‘Renewable and Sustainable Energy Reviews’(2023년 인용지수 16.3) 2025년 9월호에 게재될 예정이다.

# 문의 : 이철진 교수 TEL: 02-820-5941