수소는 탄소 배출을 줄이고 지속 가능한 에너지원으로서의 잠재력을 지닌 차세대 연료로 주목받고 있다. 다양한 수소 생산 공정은 최종 순도에 크게 영향을 미치는 불순물의 종류와 농도를 달리하며, 이를 효과적으로 제거하기 위한 정제 및 분석 기술의 발전은 수소 경제 활성화의 핵심 요인으로 작용한다. 본 논문은 수소의 생산 공정, 정제 기술, 그리고 분석 방법에 대한 최신 연구를 체계적으로 고찰한다.
우선, 수소 생산 방법으로 널리 사용되는 증기 메탄 개질(Steam Methane Reforming, SMR), 수전해(Electrolysis), 바이오매스 가스화(Biomass Gasification), 메탄 열분해(Pyrolysis) 등의 공정에서 생성되는 수소의 불순물(예: CO, CO₂, N₂, H₂O, CH₄, H₂S 등)을 분석하고, 이들의 수소 순도에 미치는 영향을 평가한다. 그다음으로는, 다양한 고효율 수소 정제 기술인 압력 스윙 흡착(Pressure Swing Adsorption, PSA), 막 분리(Membrane Separation), 촉매 기반 정제(Catalytic Purification) 등에서 최신의 기술적 진보를 분석하고, 각각의 공정에서 나타나는 정제 성능 및 불순물 제거 효율성을 비교한다.
또한, 수소 순도 분석에서 가장 널리 사용되는 가스크로마토그래피(Gas Chromatography, GC)의 원리와, 이를 통한 초미량 불순물 검출 기술을 중점적으로 다룬다. 특히, 수소 내 잔류 불순물의 정밀 분석을 위해 GC의 다양한 검출기(FID, TCD, MS)와의 결합 사용을 논의하며, 이외에도 대체 분석 기법으로 사용되는 질량분석법(Mass Spectrometry, MS), 적외선 분광법(Infrared Spectroscopy, IR) 등의 융합적 분석 방법을 제안한다.