음이온교환막(AEM) 수전해 수소_수전해 기술 종류(4가지) 및 비교

안녕하십니까, 

부매경입니다. 

 

오늘은 청정수소로 분류되는 그린수소 중 AEM(음이온교환막) 수전해 기술에 대해서 알아보겠습니다. 

 

수소는 생산하는 방식에 따라 그레이, 블루, 그린수소로 구분됩니다. 현재 대부분 수소 생산은 천연가스의 개질이나, 석탄을 가스화하는 그레이 수소입니다.  (상세 수소 생산 방식 아래 참고)

 

수소 생산 방법 5가지 정리 및 생산 방식별 장단점 (tistory.com)

수소 생산 방법 5가지 정리 및 생산 방식별 장단점

 

2050 탄소제로를 위해서는 친환경 에너지인 수소에너지 전환의 중요성이 커지고 있으며, 특히 그린수소에 대한 관심이 커지고 있습니다. 그린수소는 태양과, 풍력 등의 재생에너지로 생산한 에너지를 이용하여 물을 전기분해하는 수전해 방식으로 생산됩니다. 

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수전해 기술 종류

 

1. 알카라인 수전해

2. 고분자 전해질막

3. 음이온교환막

4. 고체산화물 수전해 

 

수전해 기술은 위와 같이 총 4가지가 대표적이며, 현재 알카라인 및 고분자 전해질막 방식을 상용화되어 사용 중인 기술이며, 음이온 교환막과 고체산화물 수전해는 기술개발이 진행 중입니다. 

 

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수전해 기술 비교 

	전해질	설비	재생에너지 연계
알카라인	알카리용액	내구성이 좋고 설비 가격이 낮음  설비의 크기가 큼	수소 순도가 떨어짐 효율이 떨어짐
고분자 전해질막(PEM)	양이온 교환막	귀금속 전극 사용으로 설비 가격이 높음	재생에너지 전력 연계가 적합함
음이온 교환막(AEM)	음이온 교환막	저렴한 소재 사용 소형화 가능	재생에너지 전력 연계가 적합함
고체산화물(SOEC)	이온전도성 고체산화물	고온 수증기 사용으로 효율은 높으나 추가 에너지가 필요함	N/A

 

이미 상용화된 알카라인과 고분자 전해질막 방식의 전해질 수소생산은 고가의 설비 비용과 재생에너지와의 연계 문제로 향후 음이온 교화막 기술이 부각될 것입니다. 

 

수전해 기술 종료, 한화저널 홈페이지 캡쳐

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음이온 교환막 기술 (AEM)

• Alkaline Electrolyte Membrane
• 알칼라인의 알칼리성 작동환경 + 고분자 전해질막 혼합 기술
• 출력변화에 빠르게 반응 재생에너지 연계 가능
• 귀금속을 사용하지 않아 경제적 
• 한화솔루션 23년 상용화 목표로 AEM 연구개발 진행 

 

차세대 수전해 기술인 AEM 수전해는 여전히 다른 방식에 비해 기술력이 낮아 성능(효율)이 떨어집니다. 여러 대학, 기업에서 다양한 촉매와 음이온 교환막으로 성능 향상시키는 연구가 진행 중입니다. 

 

음이온 교환막 기술 작동원리

물 H2O를 태양광, 풍력등의 신재생에너지 사용 전기분해함

 

AEM 작동원리, HydroLite 홈페이지 캡쳐

 

이상입니다. 감사합니다. 

 

수소경제에 대한 상세 내용은 아래 참고

 

수소경제_총정리 (tistory.com)

수소경제_총정리