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SK에코플랜트, '하수찌꺼기로 수소 생산'...기술개발 착수

'클로스트리디움 뷰티리쿰' 미생물 활용기존 방식 대비 생산속도 20배 향상 기대

입력 2022-07-27 11:48 | 수정 2022-07-27 11:51

▲ 바이오수소 생산 방식.ⓒSK에코플랜트

SK에코플랜트가 하수찌꺼기(슬러지), 음식물쓰레기 등 유기성폐자원에서 바이오수소를 직접 생산하는 기술 개발에 착수한다. 

SK에코플랜트는 박정훈 한국생산기술연구원 박사팀, 김상현 연세대학교 교수팀과 함께 과학기술정보통신부 산하 한국연구재단에서 공고한 국책과제인 ‘미래수소원천기술개발사업’을 수행하게 됐다고 27일 밝혔다. 

이번 연구는 미생물 반응을 통해 하수찌꺼기, 음식물쓰레기 등 유기물 함량이 높은 유기성폐자원에서 수소를 직접 생산하는 것을 골자로 한다.

기존에도 유기성폐자원을 활용해 수소를 뽑아내는 기술은 존재했다. 하지만 유기성폐자원에서 바로 수소를 생산하는 것이 아닌 먼저 메탄가스를 생산한 뒤 다시 개질 과정을 거쳐야 했다. 개질을 위해 1000도가 넘는 고온의 열에너지도 필요했다.

SK에코플랜트 공동연구팀이 개발 중인 기술은 빛이 없는 조건에서 미생물(클로스트리디움 뷰티리쿰 등)이 유기물을 먹고 분해하는 발효과정을 통해 수소를 바로 생산하는 것이다. 기존 방식보다 생산단계가 대폭 축소돼 수소 생산에 필요한 시간을 20배 이상 단축할 수 있다. 1000도 이상의 고온이 요구되는 개질 과정이 생략돼 고온 환경을 만들기 위한 화석연료 등의 사용도 줄일 수 있다.

이 기술의 경쟁력은 수소의 수율(收率)을 지금보다 높이는 데 있다. 바이오수소를 직접 생산하는 기존 방식의 수소 수율은 이론 대비 50% 이하 수준에 그쳤다. 김상현 교수팀은 새로운 공정을 도입해 현재 연구단계에서 수율을 63%가 넘는 수준으로 향상시키는 데 성공했다. 

연구팀은 향후 바이오수소 생산 성능을 극대화하고 장기간 연속으로 수소를 생산하기 위한 안정성 확보에도 힘쓸 계획이다. 수소 생산수율을 75%까지 끌어올려 경제성을 높이고 사업화가 가능한 궤도까지 기술 수준을 올려놓는 것이 목표다. 

박정훈 박사팀은 기존 미생물에서 효율이 높은 수소생산 균주를 선별하고 개량하는 데 연구의 초점을 맞춘다. 폐기물 성상별로 수소를 가장 효율적으로 생산해내는 맞춤형 유전체를 가진 미생물의 개량에도 공을 들일 예정이다.

회사 측은 5년 동안 수소 생산에 활용할 유기성폐자원 선정과 시장 및 특허조사를 도맡는다. 또 파일럿(Pilot) 테스트 운영을 통해 바이오수소 생산을 위한 원천기술의 특허 및 신기술을 확보하고 사업화 방안을 제시한다. 회사가 보유한 수처리장에서 나오는 하수찌꺼기 등의 에너지화 구현은 물론 장기적으로 하수찌꺼기를 제로화하는 '폐기물 제로' 실현을 목표로 한다.

이 회사는 기술을 기반으로 한 환경사업 고도화를 추진 중이다. 이를 위해 AI 소각로 솔루션 적용, 에너지 절감 수처리 신기술 개발, 소각재 재활용 건설골재 제작 등의 노력을 기울이고 있다.

박경일 SK에코플랜트 사장은 "우리 회사의 폐기물 사업은 처리가 아닌 폐기물의 에너지화·자원화 등을 통한 순환경제 실현에 방점을 둔다"며 "적극적인 기술혁신 노력과 연구개발 활성화로 환경사업 전반을 고도화할 것"이라고 말했다.
박정환 기자 pjh85@newdailybiz.co.kr
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