UNIST·KAIST "그린수소 더 저렴하게 생산하는 촉매 개발"
전체 맥락을 이해하기 위해서는 본문 보기를 권장합니다.
그린수소를 더 값싸고 친환경적으로 생산할 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다.
11일 울산과학기술원(UNIST)에 따르면 에너지화학공학과 류정기 교수와 한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 서동화 교수 공동연구팀은 높은 효율과 안정성을 가진 고순도 그린수소 생산용 이기능성(Bifunctional) 수전해 촉매를 만들었다.
이 글자크기로 변경됩니다.
(예시) 가장 빠른 뉴스가 있고 다양한 정보, 쌍방향 소통이 숨쉬는 다음뉴스를 만나보세요. 다음뉴스는 국내외 주요이슈와 실시간 속보, 문화생활 및 다양한 분야의 뉴스를 입체적으로 전달하고 있습니다.
(울산=연합뉴스) 김용태 기자 = 그린수소를 더 값싸고 친환경적으로 생산할 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다.
11일 울산과학기술원(UNIST)에 따르면 에너지화학공학과 류정기 교수와 한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 서동화 교수 공동연구팀은 높은 효율과 안정성을 가진 고순도 그린수소 생산용 이기능성(Bifunctional) 수전해 촉매를 만들었다.
수전해는 물을 전기 분해해 수소를 생산하는 기술로, 수소 생산 과정에서 탄소 배출 없이 친환경으로 수소를 생산할 수 있어 탄소중립 사회를 위한 차세대 기술로 꼽힌다.
연구팀은 산성에서 안정적인 백금이나 이리듐 등 귀금속 전해질을 대체할 물질을 연구했다.
루테늄은 생산 가격이 상대적으로 저렴하고, 백금이나 이리듐보다 적은 온실가스를 배출한다.
다만 백금보다 촉매 반응 촉진 능력이 낮고, 이리듐보다 안정성이 낮아 상용화에는 어려움이 있었다.
이에 연구팀은 루테늄, 실리콘, 텅스텐 기반의 산화물로 촉매를 개발했다.
낮은 수소발생반응(HER)과 산소발생반응(OER)의 안정성이 떨어지는 루테늄 촉매의 기능을 동시에 개선해 이기능성(수전해에서 수소·산소발생반응에 모두 활용할 수 있는 성질) 촉매로서 가능성을 입증했다.
개발된 촉매는 루테늄 원자 주변에 텅스텐과 실리콘이 도핑된 구조로, 촉매 표면에 양성자 흡착 세기를 적절히 증가시켜 촉매 반응 촉진 능력을 높였다.
특히 상용화된 백금 촉매보다 수소발생반응에 대한 활성도가 뛰어나고, 5∼10㎚(나노미터·10억분의 1m) 수준의 얇은 텅스텐 막이 루테늄의 촉매 작용 부위를 보호해 안정성을 높였다고 연구팀은 설명했다.
촉매 안정성 실험에서는 산성 전해질(산도 0.3) 환경에서 1㎠ 크기 전극에 10㎃의 전류를 흘렸다.
그 결과 촉매는 100시간 이상 구동에도 안정적으로 작동했다.
류정기 교수는 "개발된 촉매는 값비싼 백금, 이리듐을 동시에 대체할 수 있다는 점에서 의미가 크다"며 "부식성 강한 산성에서도 장시간 안정적이고 쉽게 합성할 수 있어 고순도 그린수소 생산 시스템인 양성자교환막 전해조에서도 적용할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.
연구 결과는 재료 분야 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼스'(Advanced Materials)에 게재돼 지난 4일 출판됐다.
연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단의 중견연구자지원사업과 지역혁신선도연구센터사업, 국가슈퍼컴퓨팅센터 등의 지원을 받았다.
yongtae@yna.co.kr
▶제보는 카톡 okjebo
Copyright © 연합뉴스. 무단전재 -재배포, AI 학습 및 활용 금지
- 동거녀 살해후 야외베란다 시멘트 암매장, 16년간 아무도 몰랐다 | 연합뉴스
- 부산서 70대 운전자 몰던 승용차 3m 아래로 추락…2명 다쳐 | 연합뉴스
- '흉기 난동' 예고일에도 작성자 오리무중…야탑역 순찰 강화(종합) | 연합뉴스
- 서울대병원 암센터 2층서 연기…"협진실 내부 누전 등 추정"(종합) | 연합뉴스
- 다섯쌍둥이 출산 부부, 1억 7천만원 넘게 지원받는다 | 연합뉴스
- 여섯살 때 유괴된 꼬마 70년 뒤 할아버지로 가족 재회 | 연합뉴스
- 필리핀 가사관리사 연락두절…서울시 "노동부와 주급제 협의"(종합) | 연합뉴스
- '까먹을까 봐' 여자친구 카톡 대화방에 암구호 적어둔 병사도 적발 | 연합뉴스
- "동남아 여행길 철창에서…" 범람하는 해외 성매매 후기 | 연합뉴스
- 휴대전화 보다가 '툭'…호암미술관 전시작 떨어져 | 연합뉴스