이퓨얼(E-Fuel:그린수소와 포집 이산화탄소를 결합한 청정연료)을 생산하는 고효율 화학반응 시스템 '마이크로 채널 반응기'가 국내 최초로 개발됐다. 이산화탄소를 디젤에 가까운 이퓨얼 연료로 바꿀 수 있다. 향후 국제 연료규제 대응은 물론, 다양한 분야에 활용이 기대된다.
한국기계연구원(원장 류석현) 탄소중립기계연구소 히트펌프연구센터의 김영 책임연구원팀이 이퓨얼 연료 생산에 소요되는 촉매 양을 30%로 줄이고 기존보다 30배 용량을 가질 수 있는 고효율 마이크로채널 반응기를 개발했다.
이퓨얼 연료 생산은 그린수소와 이산화탄소 합성 과정을 거치는데, 발열이 심해 열을 제거하는 핵심 기술이 필요하다. 개발 반응기는 겹겹이 쌓인 마이크로채널 구조 판을 접착제가 아닌 고온으로 접합해 고온에서도 발열 제어 성능이 뛰어나다.
연구팀이 개발한 반응기로 생산한 이퓨얼 연료는 세탄지수(디젤 연료 연소 성능 척도) 55.7로 국내 차량용 디젤 세탄가 품질기준인 52 이상이다. 국내정유업체 디젤 세탄가(54~57)와 동등하다.
연구팀은 기존 마이크로채널 열교환기 기술 기반으로 크기가 작고 효율도 좋은 마이크로채널 반응기를 개발했으며 연료 합성 반응에서 합성가스 93%가 연료로 전환되는 것을 확인했다.
추후 컨테이너 크기 고효율 생산공정을 개발하면 이퓨얼 연료를 사용하는 친환경 주유소 구현도 가능할 것으로 기대된다.
김영 책임연구원은 “열 제어 성능이 뛰어나 태양열이나 풍력 등 저장량이 불규칙한 재생 전력 공급량 변화에도 빠르게 대응할 수 있다”며 “향후 재생 전력 공급 과잉시 전력수요관리 기술로 재생 발전 경제성을 높이고 전력망 안정성 향상에 기여할 것”이라고 말했다.
한편, 이번 연구는 기계연 기본사업 '파워 투 퓨얼 시스템용 마이크로 채널 반응기 개발' 과제 지원을 받아 수행됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
