● 수두차와 폐연소가스를 활용하여 별도의 기계식 펌프 없이 열분해 반응로 내부의 액체금속을 순환시키고, 메탄 열분해를 통해 고순도 청록수소를 연속 생산하며 고상 탄소의 분리·회수를 가능하게 하는 저비용·고내구성 청록수소 생산 기술

● 기존 액체금속 순환기술의 한계

 - 메탄 열분해 반응을 지속하기 위해서는 고온의 액체금속을 반응로 내부에서 안정적으로 순환시켜야 함

 - 기존 기술은 기계식 펌프를 이용해 용융 액체금속을 이송하므로 내구성 저하와 유지관리 부담이 발생함

● 저비용·연속형 청록수소 생산기술 필요

 - 별도 동력 없이 액체금속을 순환시켜 고순도 청록수소를 연속 생산하는 기술이 필요함

 - 폐연소가스 활용과 고상 탄소 회수가 가능한 경제적 생산시스템 개발이 요구됨

● 수두차 기반 무동력 액체금속 순환

반응로를 제1·제2격실로 구획하고, 연소가스로 제2격실의 액체금속 수위를 상승시켜 격실 간 수두차를 형성하여 수두압을 이용해 액체금속을 반응로 내부에서 지속적으로 순환

⇒ 기계식 펌프 없이 액체금속을 순환시켜 내구성 및 연속 운전성 향상

● 폐연소가스를 활용한 순환 에너지 확보

반응가스 가열 과정에서 발생하는 고온·저밀도의 연소가스를 액체금속 순환을 위한 수두차 형성에 재활용

⇒ 미활용 연소가스를 순환 에너지로 활용하여 공정 단순화 및 운전비용 절감

● 고순도 청록수소 및 고상 탄소 회수

가열된 메탄을 액체금속 내부에 직접 주입해 고순도 수소와 고상 탄소로 열분해하고, 수소는 분리·저장하며 탄소는 필터를 통해 회수

⇒ 고순도 청록수소의 연속 생산과 고상 탄소의 분리·회수가 가능한 통합 시스템

                                                  [수두차를 이용한 열분해 반응로의 액체금속 순환 시스템 단면도 및 순서도, 순환 과정의 수두차를 단계적으로 도시한 개념도]

● 타겟 고객/파트너

● 비즈니스 모델

기술이전, 반응로 설계·제작 및 공동 실증을 결합한 청록수소 생산 시스템 사업화 모델

① 무동력 액체금속 순환형 청록수소 생산설비 – 수두차를 이용해 별도 기계식 펌프 없이 액체금속을 순환시키는 연속형 메탄 열분해 반응로 제품화

② 기존 메탄 열분해 설비 고도화 솔루션 – 기존 열분해 반응로에 수두차 기반 액체금속 순환구조를 적용하여 내구성, 연속 운전성 및 유지관리 효율 향상

③ 청록수소·고상 탄소 동시 생산 시스템 – 고순도 수소 생산과 함께 고상 탄소를 분리·회수하여 카본블랙, 인조흑연 원료 등으로 활용하는 복합 생산공정 구축

● 글로벌 기술•시장 트렌드 

① 저탄소 수소 생산 수요 확대 –산산업·발전 부문의 탄소감축을 위한 청정수소 생산기술 수요 증가

② 청록수소 반응로 기술개발 확대 – 메탄 열분해 기반 수소·고상 탄소 동시 생산기술 부상

③ 공정 안정성·경제성 확보 기술 중요성 증대 –무동력 순환, 공정 단순화 및 부산물 활용기술 수요 증가

● 국내 정책 환경

 - 온실가스 배출량 기반 청정수소 인증제 운영 및 저탄소 생산기술 지원

 - 청정수소 발전 입찰시장을 통한 안정적 수요 및 생산설비 투자 확대

 - 수소전문기업 기술개발과 생산설비 실증·사업화 지원 강화