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수소는 기존의 화학 및 에너지 산업을 넘어 수소전기차와 연료전지 발전 등 새로운 친환경 산업에서도 핵심 자원으로 자리 잡고 있다. 이러한 수소 활용의 확장에는 고순도 정제와 고압 압축 기술이 필수적으로 요구되며, 이는 수소의 저장 안정성, 운송 경제성, 그리고 공급 효율성을 보장하는 중요한 기술로 평가된다.
현재 상업적으로 활용되고 있는 PSA 기반 수소 정제 및 기계식 압축 기술은 정제와 압축을 분리하여 처리하는 방식으로인한 시스템의 복잡성과 기계식 방식에서 유발되는 소음과 진동 등이 문제로 지적된다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 전기화학적 반응을 기반으로 정제와 압축을 동시에 수행하는 전기화학적 수소 압축기(ECHC) 기술이 주목받고 있다. ECHC는 기존 기술에서 발생하는 소음과 진동을 줄이고, 공정을 단순화함으로써 효율성을 높이는 장점을 제공한다.
본 논문은 ECHC를 상용화 단계로 끌어올리기 위한 비용 절감과 효율 개선을 중심으로 한 기술 개발 동향과 산업적 활용 가능성을 종합적으로 분석하였다. 또한, 수전해 및 추출수소 생산 이후의 정제·압축 공정, 도시가스 네트워크를 활용한 수소 이송, 수소전기차의 수소 이용 효율 향상 등 다양한 산업적 응용 사례를 통해 ECHC의 활용 가능성을 논의하고, 이를 바탕으로 기술 개발 방향을 제시하였다.
현재 상업적으로 활용되고 있는 PSA 기반 수소 정제 및 기계식 압축 기술은 정제와 압축을 분리하여 처리하는 방식으로인한 시스템의 복잡성과 기계식 방식에서 유발되는 소음과 진동 등이 문제로 지적된다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 전기화학적 반응을 기반으로 정제와 압축을 동시에 수행하는 전기화학적 수소 압축기(ECHC) 기술이 주목받고 있다. ECHC는 기존 기술에서 발생하는 소음과 진동을 줄이고, 공정을 단순화함으로써 효율성을 높이는 장점을 제공한다.
본 논문은 ECHC를 상용화 단계로 끌어올리기 위한 비용 절감과 효율 개선을 중심으로 한 기술 개발 동향과 산업적 활용 가능성을 종합적으로 분석하였다. 또한, 수전해 및 추출수소 생산 이후의 정제·압축 공정, 도시가스 네트워크를 활용한 수소 이송, 수소전기차의 수소 이용 효율 향상 등 다양한 산업적 응용 사례를 통해 ECHC의 활용 가능성을 논의하고, 이를 바탕으로 기술 개발 방향을 제시하였다.
목차
요약
Abstract
I. 서론
II. ECHC 개요 및 연구동향
III. ECHC 산업적 활용방안
IV. ECHC 개발 방향성
V. 결론 및 제언
REFERENCES
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