부산대학교 수소선박기술센터는 해양쓰레기를 선상에서 친환경적인 방법으로 처리할 수 있는 수소 선박 개발 실증사업에 착수했다고 29일 밝혔다.
다부처 협력사업 형태로 실증에 착수한 이 사업은 액화천연가스(LNG) 폐냉열을 이용한 해양쓰레기 동결 파쇄 재활용 기술과 플라즈마 가스화를 이용한 수소 생산과 선박용 수소 연료전지 활용 기술이 핵심이다.
부산대 수소선박기술센터는 해당 기술의 핵심 내용을 담은 논문을 네이처 자매 학술지(Scientific reports)에 최근 발표한 바 있다.
이 논문은 LNG 추진 과정의 폐냉열을 이용한 동결 파쇄 방법을 적용해 해양 부유 쓰레기의 친환경 처리가 가능하다는 것을 실험적으로 검증해 국내외 학계에서 주목을 받았다.
수소선박기술센터는 실제로 부산항 인근의 해양 부유 쓰레기를 수거한 후 LNG 추진 시 발생하는 폐열 온도에 해당하는 영하 40도에서 동결 파쇄하는 공정에 적용해 열효율을 분석하고 파쇄 성능을 검증했다.
선박 건조 사업에는 선박 추진에 필요한 LNG 연료의 효과적인 활용을 위한 다양한 기술이 접목된다.
대표적으로 LNG 개질을 통한 수소 생산 모듈과 생산된 수소를 이용하는 LNG·수소연료전지 하이브리드 추진시스템 등이 개발될 예정이다.
수소 생산과 관련해서는 민간 산업체가 보유한 마이크로웨이브 플라즈마 가스화 열분해 기술과 유도가열 금속 촉매 그린 수소 생산 기술 기반의 선상 수소생산이 융합될 예정이다.
해당 기술 개발은 한국생산기술연구원에서 담당한다.
플라즈마 가스화는 1천∼2천도에 이르는 고온의 플라즈마로 폐기물 내 유기물을 열분해해 수소와 일산화탄소 등으로 가스화시켜 대기 오염물질을 발생하지 않는 친환경 폐기물 처리 방식이다.
이번 사업에서는 바다에서 수거한 쓰레기 처리가 플라즈마 열분해 기술로 선상에서 수소 생산으로 연결하고, 생산된 수소를 수소연료전지에 직접 사용하는 기술을 실증할 계획이다.
실증 과정에서 분쇄한 폐플라스틱 분말을 마이크로웨이브 플라즈마 가스화 공정 연료로 투입하는 합성가스 생산 공정이 다루어진다.
이를 통해서 이산화탄소 등 온실가스 배출 없이 수소를 추출하고 이를 수소연료전지에 활용해 선박에 필요한 전력을 생산하는 기술을 검증한다.
이제명 부산대 수소선박기술센터장(조선해양공학과 교수)는 "2026년 실증사업이 완료되면 기존 해양쓰레기의 수거 처리 방식이 획기적으로 개선될 것"이라며 "해양쓰레기가 수소로 전환되는 해상 플랫폼이 등장하게 되고 세계시장을 선도하는 친환경 선박 혁신 기술로 자리매김할 것"이라고 말했다.
