동국대는 박진우 화공생물공학과 교수와 오세빈 석사과정생으로 구성된 연구팀이 식품 폐기물을 활용한 수소 생산 증대 시스템을 개발했다고 5일 밝혔다.
뉴시스 보도에 따르면, 본 연구 결과는 국제 학술지 '에너지 컨버전 앤 매니지먼트(Energy Conversion and Management)' 2025년 12월호에 게재될 예정이다.
박 교수 연구팀은 식품 폐기물 가스화 기반 수소 생산 시스템과 이산화탄소 전기화학적 환원(CO2 electrochemical reduction, CO2ER)을 통합한 새로운 시스템을 개발했다.
개발된 '고효율 수소 생산 시스템'은 재생 에너지를 이용해 포집된 이산화탄소를 일산화탄소로 전환하고 이를 수소 생산에 재활용한 것으로, 수소 생산량을 2배 가까이 늘릴 수 있다.
이 시스템은 저장된 이산화탄소를 자원으로 한 번 더 순환시킴으로써 수소 수율을 높인다.
부산물로 생성되는 산소를 가스화 공정의 산화제로 활용해 외부 산소 구매 비용을 제거하며, CO2ER에서 전환된 일산화탄소를 수성가스 전환(Water gas shift, WGS) 반응기에 함께 유입시키는 방법을 도입했다.
개발된 통합 시스템은 최종 수소 생산량을 약 1.8배 증가시켰으며, 에너지 효율을 7.36%p 개선했다. 또한 세계 각국에서 보고된 식품 폐기물 조성에 대해서도 기존 시스템보다 높은 에너지 효율을 안정적으로 유지했다.
연구팀은 개발된 통합 시스템의 경제성에 대해 "외부 산소 구매 비용 제거가 CO2ER 통합으로 인해 높아진 전력 구매 비용을 충분히 상쇄하며, 전체 수소 생산량 증가로 전체 비용을 효과적으로 분산했다"고 설명했다.
박 교수는 "개발된 통합 시스템은 광발효 등 타 바이오수소 공정보다 실용성 및 상업 가능성 측면에서 훨씬 개선된 에너지 효율과 경제성을 나타낸다"고 강조했다.
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