썬하이드로젠, 태양광-수소 변환 효율 9% 달성 “상용화 탄력”

1.92m² 대형 수소 모듈 개발로 태양전지 기반 수소생산 상용화 가속
일본서 1,200cm² 모듈 효율 검증···실외 테스트로 실용성 입증
태양광에 수전해 기술 연계···기존 PV 패널과도 호환

 

미국의 신재생에너지 기술 기업 썬하이드로젠(SunHydrogen)이 일본의 혼다(Honda R&D Co. LTD)와 협력해 태양광 기반 수소 패널 개발에 나선다. 이번 협력은 썬하이드로젠의 독자적인 태양광 수소생산 기술과 혼다의 설계 및 제조 역량을 결합, 상용화 가능한 수소 패널 개발을 목표로 하고 있다. 

썬하이드로젠은 태양광과 물을 이용해 외부 전력 없이도 친환경 수소를 생산할 수 있는 기술을 개발하고 있다. 이 기술은 태양전지를 활용해 물을 전기분해하는 방식으로 경제적이고 지속 가능한 그린수소를 제공한다. 특히, 분산형 생산 방식을 통해 수소생산시설을 현장에 직접 설치할 수 있어 수소 저장 및 운송 인프라를 크게 줄일 수 있다.

혼다는 2050년까지 모든 제품과 운영에서 탄소중립을 달성하겠다는 목표 아래 다양한 전략을 실행 중이다. 이를 위해 재생에너지를 활용한 생산 공정 도입과 함께 썬하이드로젠의 기술을 활용한 친환경 수소 연료 개발에 주력하고 있다. 

지난해 12월, 선하이드로젠은 1m² 규모의 수소생산 시스템 시연을 성공적으로 마쳤다. 이 시스템은 1,200cm² 수소 모듈 9개를 통합했으며, 자체 개발한 촉매와 보호층을 적용해 영하의 환경에서도 안정적으로 수소를 생산할 수 있음을 입증했다. 이번 시연은 소규모 실험을 넘어 대형 시스템으로의 확장 가능성을 보여준 이정표로 평가받고 있다.

이와 동시에 썬하이드로젠은 혼다(Honda R&D), CTF 솔라와 공동개발 계약을 체결하고, 텍사스 수소 얼라이언스에 가입하면서 상용화를 위한 협력 관계를 강화했다.

썬하이드로젠 연구팀이 테스트 수행을 위해 일본 도치기현에 있는 혼다의 연구시설을 방문했다.(사진=썬하이드로젠)
1200cm² 모듈, 일본에서 효율 검증

올해 2월, 썬하이드로젠은 일본 도쿄대학교에서 1,200cm² 모듈의 태양광-수소 변환 효율을 테스트했다. 그 결과 활성 면적 기준 9%의 변환 효율을 기록하며 최고 효율을 달성했다. 지난해 100cm² 모듈에서 확인한 10% 이상의 효율과 비교했을 때 모듈 크기를 10배나 확대했음에도 효율 저하 없이 10% 임계값에 근접한 성능 수치를 유지했다는 점에 주목해야 한다.

이번 테스트는 썬하이드로젠의 기술이 대규모 상용화에 적합함을 입증하는 중요한 지표라 할 수 있다. 또 혼다와의 협력을 통해 실외 태양광 테스트 시설에서 100cm² 모듈을 검증했으며, 혼다가 개발한 막(membrane) 없이 수소와 산소를 분리하는 새로운 하우징 기술도 확인했다.

혼다는 향후 썬하이드로젠의 1,200cm² 모듈을 실제 태양광 환경에서 추가로 테스트할 예정이다.


상용화 목표 1.92m² 대형 모듈 개발

선하이드로젠은 지난 11일 주주들에게 보낸 서신을 통해 1,200cm² 모듈을 1.92m²로 확대하겠다는 계획을 밝혔다. 이는 기존 태양광 패널과 동일한 크기로, 태양광 패널 제조 및 설치 인프라와의 호환성을 높여 대규모 적용이 가능해질 전망이다.

모듈 대형화는 △하우징 구조 재설계 △촉매 코팅 최적화 △가스 분리 안정성 확보 등 기술적 도전이 따르지만 썬하이드로젠은 CTF 솔라, 혼다 R&D, 코텍(COTEC)과의 협력을 통해 이 과제를 해결할 계획이다.

썬하이드로젠의 팀 영(Tim Young) CEO는 “많은 사람들이 수소의 필요성을 두고 반문하지만 이미 전 세계 산업에서 널리 쓰이고 있다”고 강조했다.  

미국 에너지정보청(EIA)에 따르면 미국은 하루 2,740만kg의 수소를 생산하는데 대부분은 스팀메탄개질(SMR) 방식으로 만들어진다. 문제는 이 과정에서 수소 1kg당 평균 9kg의 CO₂가 배출되며 하루 2억4,600만kg의 CO₂가 발생한다는 점이다.

국제에너지기구(IEA)는 SMR 방식이 수소 수요를 감당하기 어렵다고 지적한다. SMR은 중앙집중식 생산 공정에 의존하며 장거리 운송 인프라가 미비해 비용이 높다. 반면 썬하이드로젠의 태양광 기반 수소생산 방식은 현장에서 직접 수소를 생산할 수 있어 이런 문제를 해결할 수 있다.

썬하이드로젠은 연내 1.92m² 대형 모듈 테스트를 완료하고 올해 안에 추가 실증 프로젝트를 추진할 계획이다. 업계에서는 썬하이드로젠의 기술이 기존 태양광 패널과 결합해 분산형 수소생산 모델을 구축할 가능성이 높다고 보고 있다.

골드만삭스는 2050년까지 수소 시장이 연간 1조 달러 규모로 성장할 것으로 전망했다

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