'청정수소' 생산가격 낮출 새로운 촉매 개발

광주과기원 이재영, 인하대 이기영 교수 연구팀

(광주=뉴스1) 조영석 기자 = 국내 연구진이 낮은 비용으로 고순도의 '수소'를 생산(수전해)하는 망간 기반의 새로운 촉매 개발에 성공했다.

기존의 값비싼 귀금속 촉매를 대체할 경우 친환경 수소를 저비용으로 생산할 수 있어 수소 시대를 앞당기는 데 기여할 것으로 기대된다.

광주과학기술원(GIST. 총장 김기선)은 17일 이재영(지구‧환경공학부) 교수 연구팀이 인하대 이기영(화학공학과) 교수 연구팀과 공동으로 망간 기반 촉매를 활용, 촉매의 전기 전도도를 조절함으로써 수전해 성능을 향상시키는 데 성공했다고 밝혔다.

기존의 이리듐, 루테늄과 같은 귀금속은 산소발생 반응을 일으키기 위한 우수한 촉매로 수전해에 주로 사용되고 있지만 고가의 전력비용으로 인해 실용화에 어려움을 겪어 왔다.

연구진은 전기전도성 확보를 위해 흑연화된 전도성 탄소를 촉매층에 도입하고, 반복적인 전기화학적 활성법으로 촉매층의 산소발생 반응 성능을 향상시켰다.

연구 결과 산소발생 반응 활성이 15배 이상 증대되었고 제3세대 음이온 교환막 수전해법에 적용한 결과 기존 촉매 대비 400% 높은 전류밀도에서 수소 생산이 가능, 상업적 활용 가능성이 큰 것으로 밝혀졌다.

GIST 이재영 교수는 "저렴한 망간 산화물을 활용하여 촉매 활성점을 증대시켜 수전해 성능을 향상시킬 수 있는 촉매를 개발할 수 있었다"며 "최근 니켈의 가격상승으로 인해 대체 전이금속 기반의 전극촉매 개발이 시급한 상황에서 이번 연구성과의 의미가 크다"고 강조했다.

인하대 이기영 교수는 "망간 산화물을 수전해 촉매로 상용화하기 위한 원천기술을 확보했다는 데 의의가 있다"며 "양극산화 기술을 통해 생성된 망간 산화물은 저비용 친환경 수소 생산에 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단 및 한국에너지기술평가원의 지원을 받아 수행됐다. 응용화학 분야의 국제학술지인 ‘Journal of Energy Chemistry’에 지난 4월 25일 온라인 게재됐다.

kanjoys@news1.kr

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