폭발성 지닌 수소가스 누출 탐지 센서

DGIST는 수소에 노출되는 순간 바로 탐지가 가능하고, 누출된 수소가스의 농도를 정량 분석할 수 있는 '나노갭'을 활용한 수소가스 센서를 개발했다. 사진은 관련 연구성과가 실린 국제학술지의 표지 모습 DGIST 제공

폭발성을 지닌 수소가스의 누출을 정확하게 탐지할 수 있는 센서기술이 나왔다.

대구경북과학기술원(DGIST)은 김정민 나노융합연구부 박사팀과 이우영 연세대 교수팀이 공동으로 팔라듐 금속의 미세한 틈인 '나노갭'으로 수소가스 누출을 감지하는 센서를 개발했다고 4일 밝혔다.

최근 수소에너지에 대한 관심이 높아지면서 고인화성과 폭발성을 지닌 수소가스에 대한 불안감도 커지고 있다. 이에 따라 유출되는 수소가스를 빠르게 감지할 수 있는 센서 개발이 주목받고 있다.

수소가스를 감지하는 기존 팔라듐 금속 기반의 센서는 산화 팔라듐 입자가 수소와 만나 팔라듐 입자로 환원되며 일어나는 전도성 차이를 통해 수소 누출을 감지한다. 하지만, 정확한 수소 누출 농도를 측정지 못하는 한계를 안고 있다.

연구팀은 누출된 수소가스에 의한 팔라듐 금속의 팽창으로 나노갭을 메우고, 이로 인해 전기가 흘러 누출을 탐지하는 기술을 구현했다.

특히 누출되는 수소가스의 농도에 비례해 흐르는 전류가 더 많아지는 특성을 활용해 누출되는 수소가스의 정량적 분석도 가능하다.

아울러, 제작 단가가 높은 기존 센서와 달리 단가가 낮고 유연한 플렉서블 기판(PDMS)에 팔라듐 금속을 입히는 방식으로 제작할 수 있어 센서 제작 단가와 제작 공정을 동시에 개선할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

김정민 DGIST 박사는 "기존 센서보다 더 정확한 수소가스 감지가 가능한 센서의 대량 생산이 가능하도록 후속 연구를 진행하겠다"고 말했다.

이 연구결과는 신소재 분야 국제 학술지 '어드밴스드 머터리얼스(지난해 11월 22일자)' 온라인판과 추가 표지에 실렸다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr