수소 경제에서 현재 가장 우선이 되는 것은 그레이 수소의 생산량을 줄이고 탄소배출이 없는 그린 수소의 생산량을 늘리는 것이 첫번째 목표일 것이다.

그린수소는 수전해 방식으로 생산이 되는데 이러한 수전해 방식에는 여러가지의 방식이 있다.

알칼라인 수전해 방식은 전해액을 알칼리 수용액으로 이용한 전기분해 방식으로 단극식 전극을 이용한 직렬구성방식과 양극식 전극을 이용한 병렬구성 방식이 있다.

단극식의 장점으로는 설계 방식과 유지 및 보수가 쉽다는 점이 있지만 낮은 전류 밀도를 가지고 있어 낮은 온도에서 사용하기 때문에 효율이 좋지 않다는 단점이 있다.

양극식의 경우에는 분리막과 전극을 적층으로 만들어 병렬로 연결하여 높은 전압과 전류밀도를 가지고 있어 고압의 수소를 생산할 수 있다.

양성자 교환막 수전해 방식은 수소이온전도성 고분자막을 전해질로 사용하여 전류밀도가 높아 에너지의 효율이 매우 높고 작은크기로 제작할 수 있다. 그리고 수전해 cell을 적층 형식으로 제작이 가능하여 제작 공정에서의 단순화가 가능하고 순수한 물을 원료로 사용하기 때문에 순도가 높다는 장점이 있다. 단점으로는 분리막이 고가이고 강한 부식성을 띄고 있기 때문에 귀금속 계열의 전극을 사용해야 하고 수명이 짧다.

고온 수증기 수전해 방식은 물을 분해할 때 고온에서 필요전기에너지가 낮아지는 현상을 이용한 방법으로 보다 적은 전기 에너지로 물을 분해할 수 있고 양방향 운전기능으로 전력 저장 시스템의 구성이 가능하고 고체의 전해질 사용으로 부식에 대한 내구성이 좋다. 단점으로는 수증기를 700℃이상 가열해야 하는데 온도를 올리기 위한 추가적인 열원이 필요하다는 점과 고온에서의 충분한 내구성을 가지는 전해질에 개발이 부족하다는 점이다. 이 방식에 들어가는 생산 방법이 원자력에서 수소를 생산하는 방법이다.

출처: 청음 블로그