리튬이온 배터리의 10배 에너지에 해당하는 수소를 축적할 수 있는 'POWERPASTE'

연료전지 자동차의 연료인 수소는 고압탱크에 운송 · 보관해야 하는 등 취급이 어렵습니다. 그런 수소를 취급이 용이한 페이스트 상태의 물체에 저장한 'POWERPASTE'가 독일의 프라운호퍼 연구기구의 생산기술 · 응용재료 연구소(IFAM)에서 개발되었습니다.

Hydrogen-powered drives for e-scooters
https://www.fraunhofer.de/en/press/research-news/2021/february-2021/hydrogen-powered-drives-for-e-scooters.html

IFAM에 따르면, 독일은 수백만 대의 연료전지 자동차가 이미 도로를 달리고 있다고 합니다. 그러나 연료전지의 재료가 고가이고 고압탱크를 갖춘 수소스테이션의 건설에 많은 비용이 소요되며 스쿠터와 소형차량에 수소를 저장하는 고압탱크를 탑재하기 어려운 점 등 여러 문제점이 지적되고 있어 해결을 위해 많은 연구가 이루어지고 있습니다.

Spinach Gives Fuel Cells a Power Up - IEEE Spectrum
https://spectrum.ieee.org/energywise/green-tech/fuel-cells/spinach-gives-fuel-cells-a-power-up

Spinach Gives Fuel Cells a Power Up

이번 IFAM의 개발을 발표한 'POWERPASTE'는 비교적 저렴하게 구할 수 있는 수소저장재료인 수소마그네슘을 기반으로 한 페이스트로 상온의 대기압에서 수소를 안전하게 보관할 수 있다고 합니다.

'POWERPASTE'는 다른 탱크에서 공급되는 물과 반응하여 연료전지에 필요한 양의 수소를 발생시킵니다. 이때 에너지로 사용되는 수소의 절반은 반응용의 물에서 공급되기 때문에 'POWERPASTE'는 실질적인 에너지밀도가 매우 높은 것입니다. IFAM은 "POWERPASTE는 리튬이온 배터리에 비해 10배 이상의 에너지를 안전하게 저장할 수 있으며, 250도 미만의 온도에서 수소를 발생시키지 않기 때문에, 더운 날씨 속에서 차량을 장시간 방치해도 안전하다"고 에너지 저장량과 높은 안전성을 강조합니다.

고압탱크를 갖춘 수소스테이션을 운영하려면 수소펌프 1대당 100만 ~ 200만 유로(약 12억 7000만 ~ 25억 4000만 원)의 설비투자가 필요하지만, 'POWERPASTE'는 상온의 대기압에서 보관이 가능하므로 수만 유로 수준의 설비투자로 운영할 수 있다고 합니다. 또한 고압탱크가 필요없기 때문에 비교적 저렴하게 운송할 수 있습니다. 이런 강점에 IFAM은 수소스테이션의 설비가 갖추어지지 않은 지역에 'POWERPASTE'의 공급시설이 늘어날 것으로 기대하고 있습니다.

IFAM은 "POWERPASTE는 소형카트리지로 운용할 수 있으므로 전기스쿠터와 소형승용차에 탑재할 수 있고, 그 밖에도 배터리 구동 전기자동차의 주행거리 연장용으로 이용될 것으로 기대됩니다. 또한 무인항공기에 'POWERPASTE'를 이용한 전력공급 시스템을 탑재하여 비행가능 시간을 대폭 늘리고, 임업 및 전선점검 등 장시간의 비행이 필요한 분야에서 드론을 활용할 수 있게 될 가능성도 있습니다. 그 외에도 캠핑카에 탑재한 'POWERPASTE'를 이용하여 커피메이커와 토스터에 전력을 공급하는 등 사용방법도 생각할 수 있습니다"라며 'POWERPASTE'가 다양한 용도로 사용될 미래를 전망합니다.

IFAM은 연간 최대 4톤의 'POWERPASTE'를 생산할 수 있는 공장을 건설 중이며, 2021년에 가동을 개시할 예정입니다.