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[IT뉴스]UNIST, 액화수소 증발 손실 잡았다…저장 기간 64일서 221일로 3배 연장

온카뱅크관리자

2026-09-29 09:47:25

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">오현철 교수팀, 초미세 기공 MOF 소재로 저장·운송 손실 억제 검증<br>IRMOF-20 적용 시 저장량 97% 유지…기공 내 밀도 액화수소보다 ↑<br>외부 유입열 흡수해 기화 지연…‘네이처 커뮤니케이션스’ 게재</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="UDXcgucnSs">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="17c7cb17d41bf883c8950b684a17a3440e8c7dd2265ffff754c1c78e3f73951b" dmcf-pid="uwZka7kLym" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="다공성 소재인 MOF를 활용한 액화수소 증발손실(boil-off) 저감 원리. 연구그림=UNIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/29/seouleconomy/20260929094407114tzyf.png" data-org-width="1050" dmcf-mid="pxSnR5nQCO" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/29/seouleconomy/20260929094407114tzyf.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            다공성 소재인 MOF를 활용한 액화수소 증발손실(boil-off) 저감 원리. 연구그림=UNIST
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="a6495c91bf5c75e2be7a90db9f265ba79bb63e4fabfd73b78dfe8397b9968d38" dmcf-pid="7r5ENzEoyr" dmcf-ptype="general">액화수소를 장기간 저장하거나 운송할 때 외부 열 유입으로 수소가 기화해 날아가는 손실을 획기적으로 줄이는 기술이 개발됐다. 다공성 신소재를 탱크 내부에 채워 저장 용량 감소를 최소화하면서도 보관 기간을 3배 이상 늘릴 수 있는 것으로 나타났다.</p>
          <p contents-hash="0a0c62cb94a85fafb038116d71f6512716b0192afe281fe2f585b73b2561853b" dmcf-pid="zm1DjqDgCw" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST) 화학과 오현철 교수 연구팀은 이화여대 문회리 교수, 독일 뮌헨공대 박지태 박사팀과 공동으로 금속유기골격체(MOF)를 활용해 액화수소의 증발 손실을 억제하는 기술을 규명했다고 29일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’에 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="c53a23a3e66c3af24462ce6ca3f97ab96dd406c6b1dfad1f828f8d6e44296419" dmcf-pid="qstwABwayD" dmcf-ptype="general">수소는 영하 253도의 극저온 액체로 만들면 부피를 크게 줄여 대량 수송할 수 있다. 하지만 저장 탱크 내부로 스며드는 열 때문에 액화수소가 기체로 증발하고, 탱크 내 압력이 상승하면서 수소를 외부로 방출해야 하는 손실 문제가 뒤따랐다. 이를 막기 위해 나노 기공을 가진 다공성 소재를 넣는 방안이 거론됐으나, 소재 자체가 공간을 차지해 전체 수소 저장량이 줄어드는 한계가 있었다.</p>
          <p contents-hash="1ed066e94ed6b27383d56d0093523a16c47619c7e52efb85026922feb5aa4140" dmcf-pid="BOFrcbrNWE" dmcf-ptype="general">연구팀은 초미세 기공이 들어찬 MOF 소재를 활용해 이 같은 상충 관계를 극복했다. 연구팀은 기공 부피가 크고 단단한 구조의 ‘IRMOF-20’과 수소 흡착 시 구조가 유연하게 변하는 ‘MIL-53’ 두 종을 비교 분석했다.</p>
          <p contents-hash="1ee23eaa1cadb909bb38566c86e04a38d155259969f8c7fd1f81e03897336446" dmcf-pid="bm1DjqDglk" dmcf-ptype="general">모의실험 결과 IRMOF-20을 적용한 가상 탱크의 수소 저장 용량은 소재가 없는 빈 탱크 대비 약 97%(96.6%) 수준을 유지했다. 반면 약 56.6㎥ 규모 운송용 진공 단열 탱크 기준 수소가 증발해 완전히 소진되기까지 걸리는 시간은 기존 64일에서 221일로 3배 이상 길어졌다. 단열 성능이 다소 떨어지는 저진공 조건에서도 소진 시간이 7일에서 22일로 3배 이상 늘어났다.</p>
          <p contents-hash="b8169d6496311cba998a52b4d4f8d4f0ab2ff6087ccd9266a72c3d1f3c3310ce" dmcf-pid="KstwABwahc" dmcf-ptype="general">소재가 탱크 공간을 차지함에도 저장량이 거의 줄지 않은 것은 수소가 기공 안에서 액체 상태보다 더 촘촘하게 결합하기 때문이다. 연구팀이 추산한 기공 내부 수소 밀도는 약 82g/L로 일반 액화수소보다 높았다. 중성자 산란 실험에서도 기공 내 수소의 회전 운동이 제한되는 현상이 확인돼 수소가 조밀하게 모여 있다는 해석을 뒷받침했다. 아울러 벽면에 붙은 수소가 떨어져 나올 때 외부에서 유입된 열을 흡수하면서 온도와 압력 상승을 지연시키는 완충 효과도 입증됐다.</p>
          <p contents-hash="92c0b7646b58109722a95d99535805daec5a32d0bf9d2087eb6cb2c5432cc15d" dmcf-pid="9OFrcbrNlA" dmcf-ptype="general">함께 실험한 MIL-53은 저장 용량이 약 53% 수준으로 줄었으나, 수소를 더 높은 온도까지 안정적으로 붙잡아 두는 특성을 보였다.</p>
          <p contents-hash="5ded983309924557f8ae6eadd8b0cf224ef8aa89d7fe495043459c30b2db4144" dmcf-pid="2I3mkKmjCj" dmcf-ptype="general">오현철 교수는 “기공의 부피와 수소를 조밀하게 담는 능력, 흡착된 수소가 방출되는 특성을 함께 고려하면 다공성 소재를 넣어도 저장량을 거의 유지하면서 운송 중 증발 손실을 줄일 수 있음을 보여줬다”고 설명했다. 오 교수는 “다만 소재가 낼 수 있는 이론적 최대 성능을 기준으로 계산한 결과인 만큼 실제 탱크에서도 이런 효과가 나타나는지 추가 실증이 필요하다”고 덧붙였다.</p>
          <p contents-hash="2a58fe4d9fb8ddb842540fba08e41264e32e639ff564900d5075af0da12f15c0" dmcf-pid="VPk4Kh4qTN" dmcf-ptype="general">이번 연구에는 UNIST 박재우 연구원이 제1저자로 참여했으며 프랑스 라우에-랑주뱅 연구소와 독일 헬름홀츠 베를린 연구소가 함께했다. 과학기술정보통신부와 교육부의 국가연구소(NRL 2.0) 사업 및 한국연구재단 BrainLink 사업 지원을 받았다.</p>
          <p contents-hash="4caaeea71c7eca283a076a91d01a5a02f45e1a4ce602a3c4d302cc3e9ae938e9" dmcf-pid="fQE89l8Bla" dmcf-ptype="general">울산=장지승 기자 jjs@sedaily.com</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 서울경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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