스위스산 '인공나무'로 녹색수소 생산

[이매진]

스위스산 '인공나무'로 녹색수소 생산

https://www.swissinfo.ch/eng/-artificial-tree--from-switzerland-to-produce-green-hydrogen/49028342

‘Artificial tree’ from Switzerland to produce green hydrogen

스위스산 '인공나무'로 녹색수소 생산

 스위스 로잔 연방공과대학(EPFL)에서 개발된 프로토타입은 하루 최대 0.5kg의 녹색수소를 생산할 수 있습니다. © 라이오넬 칼로즈 2022

큰 소리로 읽어라

엑스

시리즈 수소와 에너지 전환 , 에피소드 4:

독특한 태양광 반응기는 녹색 수소 개발과 관련된 높은 비용과 운송의 어려움을 극복할 것을 약속합니다. 첫 번째 파일럿 공장은 2024년 2월 스위스에서 가동될 예정이지만, 혁신은 해외에서도 관심을 끌고 있다.

이 콘텐츠는 2023년 12월 5일 - 09:00에 게시되었습니다.2023년 12월 5일 - 09:007분

루이지 요리오

스위스 로잔 연방공과대학(EPFL) 캠퍼스에 설치된 포물선 접시는 눈에 띄지 않습니다. 지름이 7미터이고 하늘을 향하고 있어 마치 망원경처럼 보입니다. 하지만 우주로부터 전파를 수신하는 것이 아니라 햇빛과 물을 이용해 수소와 산소를 생산하도록 설계됐다.

EPFL의 재생 에너지 과학 및 엔지니어링 연구소 소장인 Sophia Haussener에 따르면 이는 시스템 수준에서 태양광 수소 생산을 최초로 시연한 것이라고 합니다. 이는 실험실의 실험 장치와 달리 이 프로토타입에는 지속적으로 수소를 생산하는 데 필요한 모든 것이 포함되어 있음을 의미합니다.

에너지 전환에 수소가 중요한 이유

라틴어로 나무를 뜻하는 Arb라는 시스템은 EPFL 스타트업인 SoHHytec이 특허를 취득했으며, 녹색수소 개발을 가로막는 두 가지 주요 문제점인 높은 생산 비용과 운송의 어려움을 극복할 것으로 기대된다. 미래의 에너지 운반체로 간주되는 것.

Arb는 사용 장소 근처에서 메탄과 석탄에서 생성되는 소위 회색수소와 비슷한 비용으로 수소를 생산할 수 있습니다. 현재 전 세계에서 생산되는 수소의 96%는 화석연료에서 나옵니다.

이를 통해 SoHHytec은 300만 스위스 프랑(340만 달러) 이상의 자금을 조달할 수 있었습니다. 무엇보다도 이 스타트업은 CO2 배출량을 줄이기 위해 재생 가능한 수소에 의존하는 야금, 에너지 및 물류 부문의 기업을 설득할 수 있었습니다. 10년 간의 연구 개발 끝에 '인공나무'가 열매를 맺을 준비가 됐다.

수소를 생산하는 인공나무는 어떻게 작동하나요?

햇빛은 포물선 거울에서 반사되어 초점에 위치한 반응기에 집중됩니다. 원자로에서 태양에 의해 생성된 전류는 물 분자(H2O)를 수소(H2)와 산소(O2)로 분리합니다. 이는 나무와 식물의 광합성과 유사한 과정입니다.

 태양 광선은 수소 생산이 이루어지는 반응기에 집중됩니다. SoH하이텍

시스템은 자체적으로 회전하고 하늘의 태양 위치를 따라 출력을 최대화합니다(아래 비디오 참조). 흐린 날씨나 밤에도 외부 전력원에 연결해 수소를 생산할 수 있다.

이를 독특하게 만드는 것은 공정 중에 생성된 열과 산소를 ​​회수하는 능력입니다. 열은 건물이나 특정 산업 기계를 가열하는 데 사용될 수 있으며, 종종 폐기물로 간주되는 산소는 병원에서 호흡 부전 환자를 치료하는 데 사용될 수 있습니다.

SoHHytec은 Arb가 태양열이나 수력 발전으로 운영되는 기존 녹색 수소 생산 공장보다 효율성이 더 높다고 주장합니다. 열과 산소 회수까지 고려하더라도 효율성은 80%에 육박한다고 스타트업 측은 밝혔다.

외부 콘텐츠

현재로서는 하루에 한 대의 자동차에 전력을 공급할 수 있을 만큼 충분합니다.

수소는 Arb 시스템에서 직접 추출할 수 있습니다. 공동 창립자인 Saurabh Tembhurne은 순도가 99% 이상이며 반응기에서 사전 압축되어 바로 사용할 수 있다고 말합니다. 하루에 약 0.5kg의 수소를 생산하는 이 프로토타입은 약 70km를 주행하는 연료전지 차량에 전력을 공급할 수 있습니다.

녹색 수소를 생산하기 위한 광화학 반응은 수십 년 동안 알려져 왔지만, 실제 구현에는 아직까지 어려움에 직면해 있습니다. EPFL에서 개발된 시스템은 지속 가능한 에너지 솔루션을 향한 중요한 진전이라고 네덜란드 트벤테 대학의 기계 엔지니어 Canan Acar가 SWI swissinfo.ch에 보낸 이메일에서 썼습니다. 그녀는 15년 넘게 녹색수소를 연구해왔습니다. “현지화된 생산 능력으로 광범위한 운송 물류의 필요성이 줄어들어 실용성과 확장성이 더욱 높아졌습니다.”라고 그녀는 썼습니다. 

Arb의 수명은 약 20년으로 추산되며 생산량을 늘리려면 다음 애니메이션에서 볼 수 있듯이 포물선 접시의 직경을 늘리거나 "인공 나무"의 수를 늘리는 것으로 충분합니다.

동영상 재생

Play

Unmute

현재 시간0:00

/

지속1:51

로드됨 :15.12%

플레이어 설정 편집

PIP(Picture-in-Picture)전체 화면Open Un "giardino artificiale" che produce idrogeno verde in Play SWI

산업체 그린수소 생산 개시

2024년 2월부터 첫 번째 실증 공장은 스위스 남서부 Aigle의 금속 건설 공장 옆에서 운영될 예정입니다. Zwahlen & Mayr 회사는 직경 9미터, 즉 Arbs의 작은 숲인 20메가와트 접시 5개를 설치할 예정입니다. 회사의 부이사인 Christian Charpin에 따르면 이는 물을 가열하는 데 필요한 수소의 약 20%를 충당할 것이라고 합니다.

SoHHytec은 자사의 혁신 기술을 해외로 수출할 계획입니다. 캘리포니아에는 연간 최대 2,400톤의 수소를 생산할 수 있는 1,000개의 Arb가 있는 공원을 건설할 계획이 있습니다. 예를 들어 이러한 발전소는 대형 운송에 친환경 연료를 제공하고 하루 500km를 이동하는 트럭 150대에 전력을 공급할 수 있습니다.

Saurabh Tembhurne은 집중된 햇빛만 사용하면 미국에서 녹색 수소를 생산하는 가격이 kg당 약 2.50달러(CHF2.20)까지 떨어질 수 있다고 믿습니다. 이는 메탄으로 만든 회색 수소와 비슷한 비용입니다. (스위스에서는 가격이 현재 킬로당 CHF15-23입니다.) 스위스 금속 회사에 대한 계획대로 근처에 운영자로부터 산소를 구입할 준비가 된 병원이 있다면 수소 비용은 더욱 낮아질 것입니다.

SoHHytech는 또한 트럭과 기차의 디젤을 수소로 대체하려는 화학 물질 생산업체 및 운송 회사를 포함한 인도의 파트너와도 논의 중입니다. 

더

더

한때 수소 자동차의 개척자였던 스위스는 친환경 연료 경쟁에서 뒤처져 있습니다.

이 콘텐츠는 2023년 11월 13일에 게시되었습니다.2023년 11월 13일 정부 전략이 없으면 알파인 국가는 수소 개발을 활용하려는 유럽 계획에서 제외될 위험이 있습니다.

적절한 기후의 필요성

이러한 종류의 기술의 성공은 해당 기술이 배포되는 상황과 연결되어 있다고 Canan Acar는 말합니다. 예를 들어, 태양광 수소 시스템의 효율성과 타당성은 지리적, 기후적 조건에 따라 크게 달라집니다. “일사량이 높은 지역이 가장 많은 혜택을 누리겠지만, 일조량이 일정하지 않은 지역에서는 생존 가능성이 제한될 수 있습니다.”라고 그녀는 지적합니다.

Arb 시스템을 통합하려면 기존 산업 구조를 기술적으로 조정해야 합니다. 이를 위해서는 기업 측의 경제적 고려와 신중한 계획이 필요하다고 Acar는 말합니다. 

SoHHytec은 현재 산업 부문에 초점을 맞추고 있으며, 기업이 인프라에 투자하거나 장기 계약을 체결하여 정해진 가격으로 수소를 구매할 수 있도록 제공하고 있습니다. 

그러나 스타트업은 향후 주거용 애플리케이션의 가능성을 배제하지 않습니다. 주거 환경에서 수소를 사용하는 것은 아직 흔하지 않으며 엄격한 현지 규정이 적용된다고 Saurabh Tembhurne은 말합니다. “그러나 우리는 사람들이 자신의 뒷마당에서 에너지와 열을 생산할 수 있는 단독 주택을 위한 더 작은 포물선형 디스크를 상상할 수 있습니다.”라고 그는 말합니다.

편집자: 사브리나 와이스