수소 저장 방식

수소는 지구상에서 가장 가볍고 밀도가 낮은 성질을 가지고 있다. 동일 무게 대비 가장 큰 에너지 밀도를 가지고 있으며, 동일 부피 대비 가장 낮은 에너지 밀도를 가지고 있는 에너지원이다.

 

이런 수소는 부피가 커서 수송 및 저장이 어려움이 있다. 수소 운송 방법에 따라 수소가격이 달라지게 된다. 최대 전체 수소 가격의 30~40%가 운송비용이 차지한다.

 

1. 고압 압축 방식

수소를 압력 탱크에 300~700 기압으로 압축해 수송하는 방식이다. 보통 전체 중량비로 약 5%의 수소를 저장하여 운반할 수 있다.

수소 트레일러

보통 수소 트레일러 한대당 300kg의 수소를 운반할 수 있다. 이는 일반적인 수소차 60대가 사용할 수 있는 분량이다.

 

고압 압축 방식은 수송비가 높고 압축에 에너지가 들어가 추가적인 비용이 들어간다. 또한, 탱크에 가하는 고압으로 인한 안전성 문제도 가지고 있다.

 

 

2. 액체 수소 방식

수소를 액화시켜 운송하는 방식이다. 수소를 -253°C로 냉각하면 밀도가 높아지고 부피가 작아져, 보통 중량비의 14%를 수소로 저장할 수 있다. 이는 액화수소탱크로리에 적용하면 액화수소탱크로리 1대 당 3000kg의 수소를 수송할 수 있게 된다. 

 

이는 고압 압축 방식보다 운송면에서 효율이 좋으나 액화에 필요한 에너지 비용이 많이 들고 운송 시에 첨단 단열 기술이 필요하기 때문에 어려움이 있다. 또한 기화 손실로 장기간 저장 시에는 부적합한 방식이다.

 

 

 

3. 수소 저장 합금 방식

수소저장합금을 이용해 수소를 저장하는 방식이다. 합금을 사용해 수소를 흡수했다가 필요할 때 다시 수소를 빼내는 방식을 활용한다. 이는 합금의 무게로 인해 수소 저장 중량비는 1~2%로 매우 낮다. 그리고 수소 방출을 위해 가열이 필수적이므로 상업성이 낮다. 또한, 잦은 수소의 저장과 방출은 합금의 격자 구조를 파괴하여 사용 횟수에도 제한적이다.

 

수소 저장 합금 방식

 

4. 화학적 수소 저장 방식

물리적인 방식이 아닌 화학적으로 수소를 저장하는 방식이다. 암모니아, 메탄올, NaBH4 등을 수소와 결합하여 안정화시킨 후 운송하는 방식이다. 이는 수소의 불안정성을 획기적으로 개선시킬 수 있는 방식으로 상온과 상압에서 운송이 가능하기 때문에 대용량, 장거리 운송에 적합한 방식이다.

 

하지만 수소를 다른 물질과 화학결합하기 위한 시설과 이를 다시 추출하는 시설이 필요한 단점을 가지고 있다.