[대학人] ㊼ 수소 단가 낮출 '비귀금속 촉매 개발' 앞장 유동진 교수

값비싼 백금 대체할 수소 촉매 개발…산업부장관 표창 성과
"대규모 수전해 위해 연구 계속…더 많은 인재 양성하고파"

[※ 편집자 주 = 학령인구 감소로 인해 지방 대학들은 존폐 위기를 맞고 있습니다. 대학들은 학과 통폐합, 산학협력, 연구 특성화 등으로 위기에 맞서고 있습니다. 위기 속에서도 지방대의 경쟁력을 높이기 위해 고군분투하는 대학 구성원들을 캠퍼스에서 종종 만나곤 합니다. 연합뉴스는 도내 대학들과 함께 훌륭한 연구와 성과를 보여준 교수와 연구자, 또 학생들을 매주 한 차례씩 소개하려고 합니다.]

전북대 생명과학부 유동진 교수 [촬영 나보배]

(전주=연합뉴스) 나보배 기자 = "귀금속인 백금을 사용해 물을 전기분해 하면 재료비는 물론 수소 가격도 매우 비쌉니다. 반면 비귀금속 촉매는 더 경제적이죠."

전북대학교 생명과학부 유동진 교수는 비귀금속 전기 촉매 개발 연구성과의 의의에 대해 이렇게 설명했다.

친환경 에너지로 떠오르는 수소는 물을 분해해 만드는 에너지다. 물 분자에 전기를 가하면 산소와 수소로 분리되는데, 촉매로 쓰이는 백금은 내구성이 좋지만 그만큼 비싸다는 단점이 있다.

그래서 수소 연구자들은 백금을 대체할 촉매 연구와 탄화수소 연구에 집중하고 있는데, 유 교수는 철이나 코발트·몰리브덴·니켈같이 백금보다 저렴한 물질로 물을 분해하는 방법을 밝혔다.

유 교수는 "값비싼 백금의 양을 최소화하고, 다른 물질들의 양을 최대치로 구성한 촉매를 매개로 물 분해 반응을 살핀다"며 "이 물질을 이용한 분해가 상용화되면 수소의 생산 단가를 낮출 수 있을 것"이라고 말했다.

또 유 교수는 알칼리수와 바닷물을 전기분해 할 수 있는 비귀금속 전기 촉매를 개발하기도 했다.

탁한 비눗물을 정제해 중성 물을 만든 뒤 전기분해 하면 비용이 많이 들 수밖에 없는데, 유 교수는 정제물이 아닌 알칼리수나 바닷물 자체를 분해할 수 있는 촉매를 확인한 것이다.

이 연구 결과들은 권위 학술지인 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)'에 'Mo3Se4-NiSe 코어-쉘 나노와이어 어레이의 한 단계 합성을 통한 알칼리성/해수로부터 저비용 수소 생산'이란 제목의 논문으로 게재되기도 했다.

유 교수는 "더 높은 전류밀도와 전자전달 효율, 이온 확산 속도, 기계적 안정성 등을 만족시키는 촉매개발이 필수적"이라며 "다양한 전극 촉매 연구를 진행하고 있다"고 설명했다.

수소의 날 시상식 참석한 유동진 교수(왼쪽) [유동진 교수 제공. 재판매 및 DB 금지]

유 교수는 화학을 전공했다. 약을 개발하고 싶었지만, 작은 연구실에서 혼자 쉽지 않았다. 반면 에너지 분야는 잠재성이 무궁무진했다.

유 교수는 2005년 전북대가 수소연료전지 분야로 특화된 특성화대학원 사업에 선정되면서 연구인력으로 참여했고, 2011년 교수로 임용됐다. 이후 수소 관련 사업단을 이끌고 연구하며 인재를 양성하고 있다.

수소와 관련한 다양한 활동을 인정받아 유 교수는 지난달 2일 열린 '수소의 날' 기념식에서 산업통상자원부 장관 표창을 받기도 했다.

그는 "현재 상용화된 수소는 철강 등을 만드는 과정에서 부수적으로 나온 '부생수소'가 대부분"이라며 "부산물을 활용한다는 점에서 환경적이라고 볼 수는 있겠지만, 완전한 의미의 친환경은 아니다"라고 설명했다.

그러면서 "물을 전기 분해해 수소를 생산해야 온실가스 배출이 없는 온전한 의미의 '친환경 에너지'가 될 수 있다"며 "수소에너지 전주기 과정에서 필요로 하는 융복합 기술을 다양하게 연구하고 있다"고 설명했다.

연구 결과 살피는 유동진 교수 [촬영 나보배]

유 교수는 대규모 수전해를 위해 지금까지 완성한 연구의 부피를 키워나가는 게 목표다. 소량에서 물 분해가 가능했을지라도 규모가 커지면서 전자전달 등이 제대로 이뤄지지 않으면 수소 폭발 등 큰 사고가 발생할 수도 있기 때문이다.

그는 폭넓은 수소 연구를 위해 더 많은 인적 자원들이 전북대를 찾아 줄 것을 희망했다.

유 교수는 "대학교가 그렇듯 대학원도 수도권 쏠림 현상이 심하다. 대학원 진학을 격려하기 위해 학부생에게 장학금 등을 지급하고 있지만 인재를 유치하는 게 다소 어렵다"고 토로했다.

그러면서 "전북대는 수소와 관련한 각종 물질과 센서를 개발하며 뛰어난 연구성과를 가지고 있으니 관련 연구를 꿈꾸는 학생들이 더 많이 진학하길 바란다"고 소망했다.

warm@yna.co.kr

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