핵융합연, 3천도 짜리 플라즈마로 플라스틱 태워 수소 생산 성공…전력화도 가능

한국핵융합에너지연구원은 플라즈마기술연구소가 하루 3톤 규모의 유기성 폐기물에서 100kg 정도의 수소를 생산했다고 26일 밝혔다.

이를 위해 핵융합연은 플라즈마 폐기물 가스화 실험로를 구축했다.

플라즈마 폐기물 가스화 기술은 3천도 이상의 고온 플라즈마를 이용해 폐기물을 열분해해 일산화탄소(CO)나 수소(H) 등 합성가스로 전환하는 기술이다.

강인제 팀장은 "이 실험로에서 수소 함량이 높은 합성가스를 생산하고, 고체산화물 연료전지(SOFC)로 1.5kW정도의 전력을 생산하는데 성공했다"고 설명했다.

핵융합연은 이번 연구에서 100kW급 플라즈마 토치 2대를 적용했다.

이 연구와 관련해 핵융합연은 2022년 ㈜GS건설 및 현대중공업파워시스템(주)과 업무 협약을 체결한 바 있다.

강인제 팀장은 "플라스틱이나 나무, 오일슬러지와 같은 유기성 폐기물의 자원화 가능성을 입증했다"며 "다만, 경제성을 갖추기 위해서는 추가 연구가 더 필요하다"는 입장을 밝혔다.

강 팀장은 경제성 관련 "기후변화나 온난화에 대응하기 위해서는 이산화탄소 무배출이 필수인데, 여기에 딱 맞는 기술이 플라즈마"라며 "플라즈마는 기존대비 10배 정도의 효율을 갖는 것으로 알려졌다"고 말했다.

핵융합연은 이번 성과를 바탕으로 국내 기업과의 협력을 확대하고, 상용화를 위한 연구 개발을 지속 추진할 계획이다.

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세부적으로는 ▲실험로의 장시간 운전 실증 ▲다양한 폐기물 종류와 플라즈마 처리 방식에 따른 데이터 확보 ▲수소 및 전기 생산량을 확대하기 위한 공정 최적화 연구 등을 통해 상용화 단계로 나아갈 기반을 확보하겠다는 것이 핵융합연 복안이다.

오영국 원장은 “플라즈마 폐기물 가스화 기술은 실제 산업현장에서 나오는 각종 산업 폐기물을 가장 깨끗하게 처리할 수 있다”며, “폐자원 처리와 청정에너지 생산을 동시에 실현하는 혁신 기술로 자리매김할 수 있도록 최선을 다할 것"이라고 말했다.