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Nikkei X-TECH_2023.7.24

첨단기술 뉴스 플러스
덴소, 차량 탑재 기술을 활용해 수소 제조
전기분해 장치 SOEC의 실증실험 개시

덴소는 2030년의 실용화를 목표로 고효율 물 전기분해 장치인 SOEC(Solid Oxide Electrolysis Cell, 고체산화물형 수전해) 개발을 가속화하고 있다. 2023년 7월부터 덴소의 히로세제작소(아이치현)에서 실증실험을 개시했다.

히로세제작소에서는 SOEC를 이용해 제조한 수소를, 파워카드의 시제 라인에서 활용한다. 파워카드는 전동차 모터를 제어하는 인버터의 핵심 부품이다. 25년 이후에는 SOEC를 구동하는 전력에, 히로세제작소 내에 설치하는 태양광 발전 장치를 이용할 예정이다.

SOEC는 섭씨 약 700도의 고온 환경에서 물을 산소와 수소로 전기 분해하는 장치다. 물은 고온이 될수록 낮은 전압으로 분해할 수 있는 성질이 있기 때문에 저온에서 동작하는 다른 수전해 장치에 비해 소비전력을 억제하기 쉽다. 고온에 견딜 수 있는 세라믹 막을 쌓아 올린 ‘셀 스택’을 단열재로 덮인 ‘핫 모듈’에 넣고, 거기에 수증기를 보내 전기 분해한다.

덴소는 소비전력을 더 줄이기 위해 차량탑재 부품의 기술을 응용하고 있다. 예를 들면, 핫 모듈은 방열량을 줄이기 위해 장치 내의 배열을 회수하고 있다. 여기에 차량탑재 에어컨의 배열이나 순환, 열교환과 같은 열유체 기술을 이용했다.

처음에는 수증기를 약 700도로 만들기 위해 에너지가 필요하지만 이후에는 적은 에너지로 700도를 유지할 수 있다고 한다. 그리고 차량탑재 냉동기의 이젝터 기술을 이용해 미반응 수증기도 회수, 재사용하고 있다. 이젝터는 고압 유체를 통해 저압 유체를 흡입, 배출하는 장치이다.

지금까지 수증기가 아닌 약 60도의 물을 전기분해해 수소를 제조하는 'PEM형 수전해 장치'를 도입한 사례는 이미 있었다. 예를 들면, 덴소의 자회사인 덴소 후쿠시마는 23년 3월, 도요타자동차와 공동으로 PEM형 수전해 장치로 제조한 수소를 공장의 가스로에서 활용하는 실증을 개시했다. 이번 SOEC는 PEM형에 비해 전해에 필요한 전력을 억제하기 쉽다는 점이 특징이다.

덴소는 SOEC의 개요나 덴소가 제시하는 탄소중립(온난화 가스 배출량 실질 제로) 공장의 전체상을 ‘사람과 자동차의 테크놀로지 전시회 2023 NAGOYA’(23년 7월 5~7일, 아이치현 국제 전시장)에서 선보였다.

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