안녕하세요. 오늘은 암모니아 연료전지 분야에서 세계 최고의 기술력과 비전을 가진 기업으로 평가받고 있는 ‘Amogy’라는 회사에 대해 소개해드리려고 합니다. Amogy는 미국 뉴욕에 본사를 둔 암모니아 기반 수소 연료전지 시스템 전문기업으로, 2020년 11월에 MIT (매사추세츠 공과대) 출신의 한국계 박사 4명이 창업한 스타트업입니다. 암모니아를 수소와 질소로 분해하는 저온 활성 촉매 기술과 이를 기반으로 한 연료전지 기술을 보유하고 있으며, 드론, 트랙터, 트럭, 선박 등 다양한 운송 수단에 암모니아 연료전지 시스템을 적용하고 있습니다. SK이노베이션을 비롯해 사우디 아람코, 아마존, 싱가포르 국부펀드, 일본 미쓰비시 등으로부터 투자를 유치하였으며, 다양한 파트너와 협력하고 있습니다. 앞으로도 연구개발에 힘쓰고, 암모니아 연료전지의 새로운 지평을 열어나갈 것으로 기대됩니다. 이번 글에서는 Amogy가 어떤 회사인지와 Amogy가 개발한 암모니아 연료전지 시스템이 무엇인지, 그리고 암모니아 연료전지 시스템이 다른 수소 연료전지와 어떻게 다른지에 대해 자세히 알아보겠습니다.
Amogy는 어떤 회사인가요?
Amogy는 암모니아를 기반으로 한 수소 연료전지 시스템을 개발하고 있는 기업입니다. 2020년 11월에 MIT (매사추세츠 공과대) 출신의 한국계 박사 4명이 창업한 스타트업으로, 현재 75명의 직원을 거느리고 있습니다. 창업자들은 각각 화학공학, 재료공학, 기계공학, 전기공학 분야에서 석사와 박사 학위를 취득하였으며, MIT에서 암모니아 연료전지 연구에 참여하였습니다. 암모니아 연료전지의 상용화를 위해 기술 개발뿐만 아니라 사업 모델, 투자 유치, 파트너십 구축 등에도 노력하였습니다. 본사는 미국 뉴욕의 브루클린에 위치하고 있으며, 텍사스 휴스턴에도 파워팩 생산 공장을 건설할 계획입니다.
Amogy는 암모니아를 수소와 질소로 분해하는 저온 활성 촉매 물질과 설계 효율화를 통해 암모니아를 수소로 분해하는 기술을 개선하였으며, 이를 기반으로 한 연료전지 기술을 개발하였습니다. 암모니아를 연료로 사용하는 것이 가지는 여러 장점을 활용할 수 있습니다. 암모니아는 수소보다 저장과 운송이 편리하고, 탄소 배출이 없는 친환경 연료로 각광받고 있습니다. 또한, 암모니아는 이미 전세계적으로 매년 약 2억톤 정도가 생산되고 있으며, 관련 시장과 인프라가 잘 구축되어 있습니다. Amogy는 이러한 암모니아의 잠재력을 극대화하기 위해 독자 개발한 저온 활성 촉매 물질과 설계 효율화를 통해 암모니아를 수소로 분해하는 기술을 개선하였습니다.
Amogy의 암모니아 연료전지 시스템은 무엇인가요?
암모니아 연료전지 시스템은 암모니아를 수소와 질소로 분해하고, 수소를 연료전지에 공급하여 전기를 생산하는 시스템입니다. 이 시스템은 암모니아 탱크, 암모니아 개질기, 수소 연료전지로 구성되어 있으며, 소형으로 제작되어 다양한 운송 수단과 산업용 모빌리티에 적용할 수 있습니다. Amogy의 암모니아 연료전지 시스템은 이미 드론, 트랙터, 트럭 등에 성공적으로 적용하였으며, 선박 등 대형 산업용 모빌리티 수단에도 적용할 계획입니다. Amogy는 자사의 파워팩이라고 불리는 소형 모듈식 통합 전력시스템을 모듈을 집적함으로써 수 MW 규모로 확대할 수 있도록 개발하였습니다. 이러한 기술을 통해 운송 분야를 넘어 발전 및 기타 산업에서 탈탄소화에 기여할 계획입니다.
암모니아 연료전지 시스템은 다음과 같은 특징과 장점을 가지고 있습니다.
- 암모니아는 수소보다 저장과 운송이 편리하고, 탄소 배출이 없는 친환경 연료입니다. 암모니아는 액체 상태로 존재하므로, 압력이나 온도 조절이 필요하지 않으며, 기존의 석유 인프라를 활용할 수 있습니다. 또한, 암모니아는 탄소를 포함하지 않으므로, 연소나 개질 과정에서 이산화탄소를 배출하지 않습니다. 이는 기후변화와 공해 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다 .
- 암모니아는 이미 전세계적으로 매년 약 2억톤 정도가 생산되고 있으며, 관련 시장과 인프라가 잘 구축되어 있습니다. 암모니아는 주로 합성비료, 화학제품, 냉매 등으로 사용되고 있으며, 암모니아 생산 및 수송에 관한 규격과 안전 기준이 이미 확립되어 있습니다. 또한 암모니아는 재생에너지를 활용하여 제조할 수 있으므로, 에너지 전환과 저장에도 적합합니다 .
- Amogy는 암모니아를 수소로 분해하는 저온 활성 촉매 물질과 설계 효율화를 통해 암모니아 개질기의 성능과 안정성을 높였습니다. 자체 개발한 암모니아 개질기는 암모니아를 200도 이하의 낮은 온도에서 수소와 질소로 분해할 수 있으며, 수소 순도도 99.9% 이상을 달성할 수 있습니다. 또한 암모니아의 유량과 압력을 자동으로 조절하여 연료전지의 전력 수요에 맞게 수소를 공급할 수 있습니다 .
- Amogy는 암모니아 개질기와 수소 연료전지를 통합하여 소형 모듈식 통합 전력시스템을 개발하였습니다. 개발한 파워팩은 암모니아 탱크, 암모니아 개질기, 수소 연료전지, 배터리, 제어 시스템 등을 하나의 모듈로 구성하였으며, 이를 여러 개 집적하여 수 MW 규모의 전력을 생산할 수 있습니다. 또또한 다양한 운송 수단과 산업용 모빌리티에 적용할 수 있으며, 유연하고 확장 가능한 전력 솔루션을 제공합니다.
- 암모니아는 탄소를 함유하지 않는 무탄소 연료로, 연료전지에서 사용하면 이산화탄소를 배출하지 않습니다. 이는 기후변화와 공기오염 문제를 해결하기 위한 탄소중립 목표에 부합하는 친환경적인 연료입니다.
- 암모니아는 수소보다 에너지 밀도가 높고, 저장과 운송이 용이합니다. 암모니아는 10bar의 기압에서 영하 34도를 유지하면 액화되므로, 액화수소보다 훨씬 낮은 압력과 온도에서 보관할 수 있습니다. 또한, 암모니아는 전 세계적으로 이미 대량으로 생산되고 있으며, 관련 인프라와 규제도 잘 갖추어져 있습니다.
- 암모니아는 재생에너지 기반의 그린 암모니아로 생산할 수 있습니다. 암모니아는 수소와 질소를 합성하는 하버-보슈 공정을 통해 만들 수 있는데, 이때 사용하는 수소의 종류에 따라 블루 암모니아와 그린 암모니아로 구분됩니다. 블루 암모니아는 천연가스 수증기 개질을 통해 생산된 블루 수소를 사용하고, 그린 암모니아는 재생에너지를 이용한 수전해로 생산된 그린 수소를 사용합니다. 그린 암모니아는 탄소 배출이 전혀 없는 청정한 연료로, 탈탄소화 시대의 주력 연료로 각광받고 있습니다.
- 암모니아 연료전지에도 아직 개선해야 할 문제점이 있습니다. 첫째, 암모니아는 강한 유독성과 부식성을 가지고 있어, 연료전지의 안전성과 내구성을 확보하기 위해 적절한 재료와 설계가 필요합니다. 둘째, 암모니아는 현재 대부분 하버-보슈 공정을 통해 합성되는데, 이 과정에서 천연가스나 석탄 등의 화석연료를 사용하여 수소를 추출하므로, 탄소 배출이 발생합니다. 따라서, 재생에너지를 이용한 수전해로 그린 수소를 생산하고, 이를 암모니아로 합성하는 과정의 기술 개발과 비용 절감이 필요합니다.
Amogy와 경쟁 기업들
Amogy와 경쟁하는 기업들은 주로 수소 연료전지를 개발하고 있는 기업들입니다. 예를 들어, 현대차, 만, 미쓰비시, 도요타 등의 자동차 및 엔진 제조사들은 수소 연료전지를 이용한 차량이나 선박을 개발하고 있습니다. 또한, 배터리 업체들도 수소 연료전지와 경쟁할 수 있는 고성능과 고효율의 배터리를 개발하고 있습니다. 이들 기업들은 수소 연료전지의 장점인 빠른 충전 시간과 긴 주행 거리를 강조하며, 암모니아 연료전지의 단점인 유독성과 부식성을 지적하고 있습니다.
암모니아 연료전지는 수소 연료전지와 비교했을 때, 인프라 구축 비용과 에너지 효율 면에서 우위에 있지만, 안전성과 환경 친화성 면에서는 아직 개선해야 할 과제가 있습니다. Amogy는 이러한 과제를 극복하고, 암모니아 연료전지 시스템을 다양한 분야에 적용할 수 있는 선두주자 기업으로 자리매김하고자 합니다. 앞으로 Amogy의 기술 개발과 시장 진출에 많은 관심과 응원 부탁드립니다. 감사합니다.