녹색 수소의 전환점? 과학자들이 확장 가능한 돌파구 공개

페삭 벤슨 기자 • 2025년 7월 7일

예루살렘, 2025년 7월 7일 (TPS-IL) — 테크니온 연구진이 주도한 주요 국제 과학 검토가 녹색 수소의 미래에 대한 오랜 기다림 끝에 명확성을 제시하며, 진정으로 확장 가능하고 비용 효율적이며 재생 에너지와 호환되는 수소 생산을 가능하게 할 획기적인 방법을 선보입니다.

녹색 수소는 물을 수소와 산소로 분해하기 위해 태양광이나 풍력과 같은 재생 에너지를 사용하는 청정 연료로, 전기분해라는 과정을 통해 생산됩니다. 녹색 수소는 여전히 생산 비용이 비싸지만, 새로운 기술들이 비용 절감을 시도하고 있습니다.

동료 검토를 거친 Nature Reviews Clean Technology에 게재된 테크니온 논문은 DWE(분리형 물 전기분해)에 대한 전 세계의 지식을 처음으로 통합하고 상업적 구현을 위한 실질적인 로드맵을 제시합니다. 이 검토의 공동 저자에는 글래스고 대학교, 덴마크 기술 대학교, 독일 프라운호퍼 태양 에너지 시스템 연구소, 그리고 H2Pro 자체의 연구원들이 포함됩니다.

이 검토는 DWE의 기술적 잠재력, 기술적 과제, 그리고 규모 확장의 준비 상태에 대한 현재까지 가장 포괄적인 조사를 나타냅니다. DWE가 기존 전기분해의 주요 한계를 극복하고 재생 에너지 전환의 초석 역할을 할 수 있는 방법을 강조합니다. 막을 사용하고 동시에 가스를 생산하는 표준 전기분해와 달리, DWE는 수소와 산소의 생성을 다른 시간 또는 구획으로 분리하여 비용이 많이 들고 고장 나기 쉬운 막의 필요성을 제거하고 효율성, 안전성 및 간헐적인 전력원에 대한 복원력을 높입니다.

연구를 주도한 재료 과학 및 공학부의 아브너 로스차일드 교수는 “수소 생산이 상업적 규모로 경쟁력 있는 가격으로 가능해지면, 녹색 수소는 현재 중공업 운송 및 산업 부문에서 사용하는 연료의 상당 부분을 대체할 것입니다. 저는 DWE가 재생 에너지원에서 녹색 수소를 생산하는 능력에 새로운 소식을 가져왔다고 믿습니다.”라고 말했습니다.

테크니온의 연구팀(기디 그레이더 교수, 첸 도탄 박사, 아비가일 랜드먼 박사 포함)은 2015년에 니켈 기반 전극을 사용하여 DWE의 핵심 변형을 개발했습니다. 이 연구는 특허로 이어졌고, 결국 2019년에 이스라엘 스타트업 H2Pro의 설립으로 이어졌습니다. 이 회사는 이후 DWE를 시장에 출시하는 데 주도적인 역할을 해왔으며 현재 세계 최초의 상업 규모 DWE 시스템을 설치할 준비를 하고 있습니다. 이는 기술의 실제 배포에 대한 최초의 공개 확인으로, 이 분야를 실험실 규모 연구에서 산업 응용으로 전환하는 것을 의미합니다.

로스차일드 교수는 “밀리그램/일 규모의 실험실 장비에서 일일 톤의 수소를 생산하는 시스템으로 DWE를 확장하기 위한 통합되고 동료 검토를 거친 전략을 본 것은 이번이 처음입니다.”라고 설명했습니다. 이 검토는 수요를 충족하기 위해 전 세계적으로 약 백만 개의 이러한 장치가 필요할 수 있으며, 수소 시장이 성장함에 따라 더 많이 필요할 수 있다고 추정합니다. 기존 시스템과 달리 DWE는 태양광 및 풍력과 같은 변동적인 에너지원과 본질적으로 호환되며, 전력 변동성을 완화하기 위한 내부 배터리가 있는 전기분해 시스템과 유사하게 작동합니다.

DWE(분리형 물 전기분해) 분야의 테크니온 주도 돌파구는 재생 에너지를 사용하여 대규모의 저렴한 녹색 수소 생산을 위한 길을 열어줍니다. 이는 트럭, 선박, 항공기와 같은 중공업 운송을 위한 실용적이고 배출가스가 없는 연료 솔루션을 가능하게 하며, 제철 및 비료 생산과 같은 고오염 산업을 위한 청정 에너지원을 제공합니다.

DWE 시스템은 또한 에너지 저장 장치 역할을 하여 태양광 및 풍력 발전의 변동성을 완화하고 전력망을 안정화하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 비용이 많이 드는 막을 제거하고 수소를 더 안전하고 효율적으로 생산할 수 있도록 함으로써 DWE는 글로벌 녹색 수소 인프라 구축을 지원하여 에너지 안보를 강화하고 탄소 배출을 줄이며 지속 가능한 에너지 경제로의 전환을 가속화합니다.

이미 연간 2,500억 달러의 가치를 지닌 수소 시장에서 상업적으로 실행 가능한 녹색 수소 생산으로의 전환은 10년 이내에 시장 규모를 두 배 이상 늘릴 수 있습니다. 로스차일드 교수는 “녹색 수소는 미래에 전체 에너지 시장의 약 10%를 차지할 것으로 예상됩니다. 다윈이 말했듯이, 진화에서 살아남는 것은 가장 강한 것이 아니라 가장 잘 적응하는 것입니다. DWE는 이러한 적응, 즉 재생 가능한 미래를 위해 구축된 수소 생산 방법을 나타냅니다.”라고 언급했습니다.