[뉴스속 용어]기체보다 운송효율 10배↑, 청정 에너지 '액화수소'

17일 인천에 국내 첫 액화수소충전소가 문을 열고 액화수소 시대 개막을 본격적으로 알렸다.

17일 오전 국내 최초 액화수소충전소인 인천 가좌 액화수소충전소에서 수소 버스가 충전하고 있다. [이미지출처=연합뉴스]

액화수소는 상온에서 기체로 존재하는 수소를 영하 235도로 냉각해 액체로 만든 것이다. 끓는점 영하 252.7도, 녹는점 영화 259.2도의 극저온 상태의 무색 액체로, 액체산소와 접촉한 후 불꽃을 갖다 대면 격렬하게 폭발적으로 연소하는 특징이 있다. 이 연소를 이용해 대형 우주로켓의 추진력으로 사용하고 있다.

액화수소 제조를 처음 성공한 사람은 영국의 화학자 제임스 듀어다. 듀어는 25atm(압력의 단위 기압)으로 압축된 수소기체를 -190℃로 냉각한 뒤 줄-톰슨효과를 이용한 열교환기를 통해 액화시키는 데 성공했다. 현재 국내외 액체수소 제조 업체에서 액체수소를 제조할 때도 이 방법을 이용하고 있다.

이렇게 제조된 액화수소의 부피는 기체수소보다 800분의 1로 작아 같은 공간에 800배 이상 많은 양을 저장할 수 있다. 운송 효율도 높다. 기체 수소는 한 번에 300㎏ 운송할 수 있지만 액화수소는 3t 이상 운송 가능하다. 안전성 면에서도 기체 수소보다 우수한 편으로 평가받는다. 기체 수소는 많은 양을 저장하려 200기압 이상으로 압축해야 하지만 액화수소는 10기압 이하의 낮은 압력에서 저장할 수 있기 때문이다.

단 액화수소의 생산 및 저장에 비용이 많이 든다는 건 단점으로 꼽힌다. 특히 장기간 보관이 어렵다. 적절한 냉각 및 압축 시스템을 마련하지 않으면 다시 기화에 날아갈 수 있기 때문이다.

한편 인천 가좌 액화수소 자동차 충전소는 2022년 환경부 수소충전소 보급 공모사업에 선정돼 시간당 120㎏의 수소를 충전할 수 있는 시설로, 우리나라 첫 액화수소 충전소다. 시간당 120㎏의 수소를 충전할 설비를 갖춰 하루평균 수소버스 120대에 수소를 채울 수 있다. 현재 290기인 수소충전기를 2030년 660기까지 늘린다는 게 정부의 계획으로, 이 가운데 액화수소충전기는 내년에 40기, 2030년에 280기 이상으로 늘어날 예정이다.