아주대, 수소농도 감지 센서기술 국산화

서형탁 첨단신소재공학과 교수팀 연구 성과
무색·무취한 수소 누설 막기 위한 핵심 기술
수소 농도 정밀 측정 기술, 국내외 특허 등록

[이데일리 신하영 기자] 아주대 연구진이 수소 농도를 정밀하게 측정하는 센서 기술을 국산화했다.

사진=아주대 제공

아주대는 11일 서형탁(사진) 교수(첨단신소재공학과·대학원 에너지시스템학과) 연구팀이 이러한 성과를 얻었다고 11일 밝혔다.

연구팀은 대현에스티와 산학 공동 연구를 통해 수소 농도를 정밀하게 측정할 수 있는 센서 모듈의 국산화에 성공했다. 차세대 친환경 에너지로 주목받고 있는 수소는 연료 자체의 무색·무취한 특성 탓에 폭발 위험성이 높아 정밀한 측정기술이 요구된다. 하지만 국내 기술로 수소 농도를 정밀하게 측정하는 센서를 구현한 사례는 그간 없었다.

연구팀이 구현해 낸 수소 농도 센서는 촉매·전극 신소재를 기반으로 ppm(백만분의 1)부터 100%까지의 수소 농도를 탐지할 수 있다. “단일 센서 소자로 이 농도 범위를 측정하는 기술은 세계 최초”라는 게 대학 측 설명이다.

수소는 차세대 친환경 에너지 연료원으로 자동차와 전기 생산 분야 등 산업 전반에서 활용 영역을 확장하고 있다. 특히 수소전기차의 보급이 늘면서 친환경 수송 분야에서 수소의 중요성이 높아지고 있다.

그러나 수소 연료 자체의 특성으로 인한 안전성 확보 문제가 한계로 지적돼 왔다. 수소는 무색·무취의 특성을 가진 데다 무게가 가벼워 누설 위험이 크기 때문. 공기 중의 수소 농도가 4%만 돼도 낮은 에너지의 점화원만 있으면 폭발할 수 있다.

아주대 연구팀의 원천기술을 적용한 수소 센서는 약 3만 번의 반복적 고순도 수소 농도 감지가 가능할 만큼 내구성도 우수하다. 수소전기차의 수소 센서는 99% 이상 고순도 수소 농도를 수 초 이내에 연속적으로 측정해야 해 내구성은 센서의 상용화의 중요 요소다. 8명의 아주대 연구진이 7년에 걸쳐 개발한 이 기술은 두 차례에 걸쳐 총 37억원 상당 규모로 중견기업 대현에스티에 기술 이전됐으며, 연구팀은 국내외 특허도 확보했다.

서형탁 교수는 “수소의 정밀 농도 측정과 안전 확보를 위한 측정 센서의 중요성이 날로 커지고 있으나 신뢰성 있는 국내 기술의 부재로 고가의 수입 제품에 의존할 수밖에 없었다”며 “이번에 개발한 광범위 수소 전기식 센서 모듈화 기술은 수소를 활용하는 여러 산업 분야에 폭넓게 적용될 수 있을 것”이라고 말했다.

한편 이번 국산화 기술 개발은 산업통상자원부·한국에너기술평가원 주관 에너지기술개발사업, 과학기술정보통신부·과학기술일자리진흥원 주관 중대형성과확산사업, 한국전력공사·전력연구원 주관 기초연구개발사업의 지원으로 수행됐다.

신하영 (shy1101@edaily.co.kr)