수소, 산소 동시 생산 가능한 촉매기술 나왔다

수소연료전지한화케미컬 제공

국내 연구진이 수소, 산소를 동시에 만들어 낼 수 있는 촉매 기술을 개발했다.

고려대 건축사회환경공학부 김동완 교수팀은 백금 같은 귀금속이 아닌 재료를 이용해 수소와 산소를 모두 만들어 내는 양(兩)기능성 촉매를 개발했다고 15일 밝혔다.

이번 연구 성과는 에너지 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼스’ 최신호에 실렸다.

미래 청정에너지로 각광을 받고 있는 수소는 물을 전기분해해 얻는 것이 가장 바람직하지만 전기분해를 위해 투입되는 에너지가 엄청나다. 또 백금, 루테늄 같은 귀금속이 촉매로 사용돼 수소가 발생하는 양(+)극, 산소가 발생하는 음(-)극에 각기 다른 촉매를 사용해야 한다. 수소연료를 좀 더 많이 생산하고 경제성 갖고 상용화하기 위해서는 귀금속을 이용하지 않고 양쪽 전극에서 모두 기능하는 촉매 개발이 필요하다.

연구팀은 귀금속이 아닌 코발트-황을 이용해 물을 전기분해해 양극과 음극에 모두 사용할 수 있는 고성능 촉매를 개발했다. 특히 코발트-황 화합물은 얇은 종이형태의 2차원 나노시트를 자가조립한 3차원 구조이다. 이를 통해 촉매의 활성도와 안정성을 크게 높였다.

이번에 개발된 촉매는 수소, 산소 발생 반응 모두 높은 활성을 보였고 50시간 이상 사용하더라도 특성이 변하지 않는 우수한 안정성이 확인됐다.

김동완 교수는 “이번 연구는 코발트나 황 같은 저렴한 원료를 이용해 손쉽게 만들 수 있는 공정으로 고활성 양기능성 물 전기분해 촉매를 개발한 것”이라며 “대용량 수소원료 생산 산업화에 기여할 것으로 기대한다”라고 설명했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

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