그린 수소 생산을 위한 고온 수전해 시스템의 열역학적 특징 및 기술 동향 분석

기계공학과 홍종섭 교수 연구팀(민규빈 석사졸, 최세영 석사 4)은 현재까지 상용화된 고체산화물 수전해 셀 (SOEC) 시스템들의 열역학적 메커니즘과 열적 결합에 대해 포괄적으로 분석한 리뷰 논문을 발표하였다. SOEC 시스템은 탄소중립으로 나아가는데 가장 중요한 에너지원 중 하나인 그린 수소를 생산할 수 있는 기술이지만, 시스템 운전 조건에 따라 고온의 열원을 필요로 한다는 특징을 갖고 있다. 하지만 현재까지 SOEC 시스템 연구에서는 이러한 외부 열원과의 통합 설계/분석보다는 전기적인 특성(친환경 발전원과의 결합)에만 집중해왔다. 따라서 본 연구팀은 SOEC 시스템의 열역학적 메커니즘을 분석하고 열적으로 통합이 가능한 외부 열원을 정리하여 제시하였다. 더 나아가 SOEC 시스템의 주요 운전 변수와 성능 평가 지표를 표준화하여 제시하였으며 이러한 기준에 따라 현재 상용화된 SOEC 시스템을 분석하였다. 분석 결과는 SOEC 시스템의 전기적인 특징뿐만 아니라 열적인 특징 역시 매우 중요한 요소임을 보여준다. 본 연구팀은 향후 지속적으로 SOEC 시스템의 열적 결합 구성에 대한 연구를 진행할 계획이다. 연구 해당 리뷰 논문은 국제 우수 저널인 'Applied Energy'(Impact Factor: 11.446, JCR 상위 6.3%)에서 확인할 수 있다.

관련 논문 링크: doi.org/10.1016/j.apenergy.2022.120145