순천향대 권휘웅 교수, 다양한 냉매원 ‘최적의 수소액화공정’ 개발

순천향대학교 나노화학공학과 권휘웅 교수.

순천향대학교 나노화학공학과 권휘웅 교수가 다양한 냉매원(LNG, LN2 및 MR 등)에 기반한 최적의 수소액화공정 기술을 개발했다.

9일 순천향대에 따르면 권휘웅 교수 연구팀이 동국대 박진우 교수, 동아대 구본찬 교수 연구팀과 함께 기체수소를 액체수소로 액화시키기 위해 다양한 냉매원(LNG, LN2 및 MR 등)을 고려한 고효율의 수소액화공정을 개념설계하고 시뮬레이션을 수행한 연구를 진행해왔다.

연구팀은 개념공정 설계 시 수소의 물성을 정확하게 반영하기 위해 열역학적 모델링을 수행했으며 LNG 냉열을 활용한 극저온(-253oC)의 최적 수소액화공정을 도출하고, 다른 냉매원에 기반한 수소액화공정들과의 에너지, 엑서지(종합적인 에너지의 유효 이용도를 평가하는 데 쓰이는 단위), 경제성 및 환경성 등을 폭넓고 다양한 관점에서 비교·분석했다.

그 결과, 제안된 수소액화공정의 공정 효율을 향상시키면서 경제성 및 환경성을 확보했으며, 제안된 수소액화공정과 생산시설을 연계해 국가별 에너지 정책 및 환경에 기반한 LCOH(Levelized Cost of Hydrogen)를 도출하는 성과를 거뒀다.

권 교수는 "수소경제를 앞당기기 위해서는 대용량의 수소 저장 및 운송이 요구되며, 이를 해결하기 위하여 LNG 냉열을 이용한 고효율 수소액화공정 개발이 필요하다"며 "이번 연구로 선진국에 비해 상대적으로 원천기술이 부족한 우리나라에서 기술 국산화를 위한 연구 및 실증을 추진하는 민간 및 정부 이해관계자들에게 인사이트를 제공할 수 있을 것으로 기대된다"고 밝혔다.

이 연구 결과는 최근 '4E analysis for a novel cryogenic hydrogen liquefaction process using various refrigerants: Energy, exergy, economic, and environment'이라는 제목으로 국제학술지 Journal of Cleaner Production(IF: 9.7, 2023년 JCR 기준 상위 6.6%)에 게재됐다.