국내 연구팀, 수소 생산 효율 높일 소재 개발

권오중 인천대 교수. 한국연구재단 제공

국내 연구팀이 수소 생산 경쟁력과 에너지 효율을 높이는 소재를 개발했다. 

한국연구재단은 권오중 인천대 에너지화학공학과 교수와 김명준 경희대 교수, 성영은 서울대 교수 연구팀이 이 같은 전극을 개발했다고 1일 밝혔다.

수소를 생산하는 대표 기술로 수전해 기술이 제시된다. 수전해 기술은 물을 전기 분해해 수소를 생산하는 기술이다. 태양광이나 풍력 등 재생에너지와 연료전지 기술을 연결하는 매개 기술로 수소 경제에 핵심기술로 꼽힌다. 

이 기술은 효율과 내구성이 촉매에 크게 영향을 받는다. 촉매 소재로 탄소가 쓰이는데 내구성이 하락하는 문제가 있다. 수소 생성 반응과 짝을 이루는 산소 발생 반응에서 발생하는 혹독한 산화 환경에 탄소가 소실되기 때문이다. 이 때문에 탄소를 대체하는 소재 연구가 줄을 잇고 있다.

연구팀은 이런 연구와 반대로 과량의 질소가 도핑된 탄소를 사용하는 법을 택했다. 산화에 강한 질소가 도핑된 탄소층을 형성한 것이다. 연구팀은 “탄소 소실에도 촉매의 활성과 내구성을 확보하는 방법”이라 설명했다. 

또 이리듐-루테늄 나노입자 촉매도 탄소층에 내장시켰다. 탄소 기반 전극의 특성을 향상시켜 탄소가 용해되는 영향을 최소화하는 동시에 나노입자 촉매의 활성을 증가시켰다. 

권 교수는 “이번 연구는 수전해 기술을 이용한 수소 생산 공정의 효율과 내구성을 높이는데 기여할 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’에 지난 3월 28일 공개됐다. 
 

[고재원 기자 jawon1212@donga.com]