현재 울산지역은 전국 최대의 화학산업단지의 입지적 배경을 바탕으로 수소시대를 열어가기 위한 각종 계획들이 실행되고 있다. 특히 울산테크노파크는 울산이 갖고 있는 화학산업의 취약점을 해결하고 차세대 한국 화학산업의 메카로 우뚝 서기 위해 각종 연구와 지원을 실시하고 있다. 현재 가장 중점적으로 실행하고 있는 사업은 부생가스를 이용한 각종 실용화 사업과 수소품질관리센터 설립, 수소타운 조성을 위한 사업들이다.

■ 부생가스를 이용한 녹색기술 실용화 사업

울산테크노파크는 부생가스를 이용한 녹색기술 실용화 사업을 2010년 7월1일 시작해 2013년 4월 30일까지 34개월간 실시하고 있다. 총 사업비는 119억5,000만원으로 국비가 71억3,000만원, 지방비가 12억원, 민간 부담금이 36억2,000만원 소요된다.

수행권역은 동남권으로 울산광역시, 부산광역시, 경산남도 지역이다. 총 참여기관은 기업5개, 연구소 4개, 대학 7개의 총 16개 기관이 참여하며, 세부주관기관으로 대림화학, SK이노베이션, DH홀딩스, JNTG로 선정됐다.

이 사업은 광역권 내 시·도간 또는 광역권간 연계 및 융합을 통한 시너지효과 제고와 광역경제권 발전의 구체화를 도모하는 것이다.

현재 동남권은 대규모 산업단지가 집약돼 있는 지역으로 부생가스(이산화탄소:CO₂, 수소:H₂)의 생산이 많은 산업체와 CO₂와 H₂를 활용할 수 있는 화학업체 및 완성차 업체가 집약돼 있다. 이에 생산업체와 수요업체간의 환경적, 경제적 공동 이익 실현을 위한 사업화를 진행하며, 우수한 광역권내 산학연등 유관기관 협력 체계 구축을 통한 광역권내 연구클러스터를 조성한다. 이를 통해 타 권역에 대규모 국가산업단지의 부생가스 활용에 큰 파급효과를 주고 해외의 관련 산업 단지에도 기술이전이 가능할 것으로 판단되고 있다. 또한 녹색기술 및 녹색산업혁명을 유도하고 국가의 환경 및 에너지 정책에 반영하며, 관련 원천기술의 산업화를 주도한다.

부생가스 활용 사업은 크게 부생CO₂와 부생H₂ 활용 사업으로 나뉜다. 부생CO₂ 활용 사업은 이산화탄소를 이용한 기초유분 개발 및 이를 위한 촉매 제조기술 개발과 이산화탄소-폴리머를 이용한 폴리우레탄 및 계면 활성제 제조기술 개발 사업을 진행한다. 부생H₂ 활용 사업은 수소를 이용한 수소연료전지사업과 관련부품의 개발 사업, 수소품질 인증화를 위한 기술개발 및 수소품질관리센터 설립 사업이다. 이를 통해 부생CO₂를 활용해서 이산화탄소를 원료로 한 5원환-카보네이트, 디메틸카보네이트 제조 및 촉매 개발과 이산화탄소 기반 PPC 폴리올 개발 및 이를 이용한 폴리우레탄 및 계면활성제개발사업을 최종 목표로 한다. H₂를 활용해서는 △CNT 및 그래핀을 이용한 연료전지 촉매 담체기술개발 및 고분자 전해질 연료전지 MEA 개발 △내피독 특성을 갖는 미세기공층 도입한 GDL 및 MEA 고내구화 요구기술개발 △수소의 품질검사를 위한 분석기술 개발 및 제품의 품질보증을 위한 인증센터의 설립을 최종 목표로 한다.

이에 연계협력을 통한 사업 추진전략은 첫째, 환경(울산), 자원(부산), 에너지(경남) 등 협력사업을 진행해 한 지역에서 발생되는 부생가스를 다른 지역에서 원료(이산화탄소) 및 에너지원(수소)으로 사용한다.

둘째, 지역 산업의 수요에 맞는 수요산업 연계협력사업을 실시한다. 울산에는 SK이노베이션과 부생가스 발생 및 관련기술을 공유하고, 경남의 대림화학, 부산의 동성화학에서 이산화탄소-기초유분 및 폴리머 관련기술을 연계한다. 또한 경남의 DH홀딩스, 경기의 JNTG와는 수소 에너지원 기술을 연계한 사업을 진행한다.

셋째, 지역 산업을 지원할 수 있는 근접기술 연계협력사업을 진행한다. 경남에서는 재료연구소, 창원대학교, 국립경상대학교 등과 △수소연료전지 핵심 부품 MEA 개발 △수소연료전지 평가기술 △CO₂-폴리우레탄 배합 설계기술을 진행한다. 부산에서는 부산대학교와 부경대학교 등과 △이산화탄소를 이용한 기초유분 제조기술 △PPC/CO₂를 이용한 계면활성제 합성을 진행한다. 울산에서는 한국화학연구원, 울산정밀화학센터, 울산과학기술대학교, 울산대학교 등과 △이산화탄소를 이용한 화합물 제조 △수소의 수소연료전지차 적용기술 △화합물 분석 평가 기술 등을 추진한다. 마지막으로 경기지역에서는 아주대학교와 이산화탄소-폴리머 핵심원천기술 협력 사업을 진행한다.

■ 수소품질인증화사업

수소품질인증화사업은 다양한 수소원으로부터 제조되는 수소의 분석기술 확보와 수소의 품질을 분석할 수 있는 분석장비의 구축을 목표로 한다. 또한 기술표준과 분석기술을 공인 받아 인증기관 설립 및 수소 모니터링 사업 실시를 목표로 한다.

이 사업은 동남권 산업체에서 발생하는 부생 수소가스의 발생량과 품질수준으로 분석·관리하는 사업이다. 이를 통해 향후 에너지원으로 사용할 수 있는 체계적 시스템이 필요하며 국내에서 아직 수소를 에너지원으로 사용할 경우 품질을 보증할 수 있는 시스템이 전무한 상태다. 이에 수소 경제 시대의 도래를 대비해 동남권 및 국내 최초의 품질인증 인프라 구축이 요구되고 있다. 이를 통해 △수소 생산원, 공급량, 수요량 예측 △국가의 수소 품질 표준화 수립 및 국제 표준화 우위선점 △지역 및 광역권의 특화산업과 특화 기술센터로 자립 △수소를 용도에 맞게 제품을 다양화 시켜 소비자의 선택의 폭이 넓어지는 기대효과를 유발할 수 있다.

◇ 현재 울산테크노파크 정밀화학소재기술연구소가 수소품질인증화 사업을 위한 보유 장비는 다음과 같다.

- FE-SEM/EDS : 주사식 전자를 이용한 미세구조 및 성분분석
- TG/DTA : 온도변화에 따른 시료의 무게감량 측정
- PSA : 레이저를 이용한 분체의 입도분석
- GC/MS : 질량분석기에 의한 유기구조해석
- HPLC : 불순물 정량 및 상대 분자량 측정
- IC : 수질내의 음이온 및 양이온 분석
- ED-XRF : 유해 중금속(Pb, Cr, Hg, Cd, Br)분석
- Microwave 전처리 시스템
- XRD : 특성 X선을 이용한 결정구조 해석
- DSC : 녹는점, 유리전이온도, 결정화 온도 측정
- GC : 가스 크로마토그램을 이용한 정성분석
- FT-IR : 적외선을 이용한 유기물 정성분석
- ICP-AES : 플라즈마 분광에 의한 중금속 분석
- TOC : 수질내의 총 유기 탄소함유량 측정
- UV-Vis : 자외선-가시광선을 이용한 유기물 특성분석
- 초정밀 절단기 : 수 마이크로 단위의 초정밀 시료 전처리 장치

또한 다음과 같은 장비 구축이 진행되고 있다. △O₂분석기 △가스분석기(CO, CO₂, 탄화수소) △황 분석장비(H₂S, COS, CS₂), △극초단파 분석장비 △습도분석장비 △10M Gas Cell(포름알데히드 분석장비) △GC-Mass/ECD/FID(할로겐, 유기산 분석장비)

◇수소품질 분석지원

수소품질 분석지원 방법에는 첫 번째로 부생수소 발생 업체를 방문해 가스샘플링을 한다. 두 번째로는 채취한 가스를 가스분석기, 황분석기를 이용해 발생원 별 부생수소 분석을 실시한다. 여기에 가스 상의 수소 미 불순물 측정을 위한 분석법을 재 실시한다. 세 번째로 부생수소의 발생공정 조사, 공정 별 발생량 및 공정에 따른 불순물을 데이터베이스화 한다. 이를 통해 수소품질 규격 및 평가 방법을 확립하게된다.

이와 같은 방법으로 울산테크노파크 정밀화학소재기술연구소는 현대자동차 수소연료전지차에 사용되는 수소분석을 지원한 바 있다. 2012년 8월 23일부터 31일까지 실시된 검사에서 H₂S, COS, CS₂는 황분석기 GC-SCD를 사용해 시험을 실시했고, CO, CH₄, CO₂는 가스 분석기 GC/FID를 이용해 분석 시험을 실시한바 있다.

이러한 시험으로 ISO14687-2의 규격범위 내 분석이 가능하며, 더 낮은 농도까지 분석이 가능하다. 현재 울산테크노파크 정밀화학소재기술연구소는 분석 방법이 법적으로 유효하도록 국가 인증을 받도록 작업이 진행 중이며 법적 인증을 마치면 KOLAS공인인증기관 획득을 하도록 할 방침이다. 또한 연료전지의 에너지원으로 사용 될 수 있는 수소의 품질을 공인인증하고 연료전지 특성에 따른 요구 조건을 충족하도록 할 계획이다.

이러한 지원을 통해 국내 유일의 수소품질인증센터의 설립을 통한 수소사용 범용화와 견인차 역할을 할 것으로 기대하고 있다.

수소품질인증센터, 수소사용 범용화 이끌 것

수소타운, 친환경·연료전지 新시장 모델 구현