화학연, 세계 최고 성능 수전해용 음이온교환막 소재 개발

개발 소재 활용 수전해 시스템 모식도. (화학연 제공)/뉴스1

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 세계 최고 성능의 수전해용 음이온교환막 소재 개발에 성공했다.

물 전기분해를 통해 친환경 그린수소를 생산하는 수전해 기술은 한국형 탄소중립 100대 기술 중 하나다.

한국화학연구원(KRICT) 이장용·김성준 박사 연구팀은 음이온교환막 수전해 기술의 핵심 소재이면서 세계 최고 성능 및 내구성을 갖는 음이온교환막 소재를 개발했다고 3일 밝혔다.

음이온교환막 수전해 방식은 고순도 수소를 경제적으로 생산할 수 있는 차세대 유망 기술로 떠오르고 있다.

연구팀은 분자구조 조절이 용이한 폴리카바졸계 소재를 설계, 분자량을 높이는 기술을 적용해 수소 생산 성능과 내구성을 높인 이온교환소재를 개발했다.

이 소재로 만든 음이온교환막 및 셀은 기존 상용화된 소재보다 10배 우수한 내구성과 20% 이상 높은 이온 전도 성능(이온전도도) 등 세계 최고의 성능을 보였다.

한국화학연구원 이장용 박사(왼쪽부터), 김성준 박사, 양석환 박사과정이 기념촬영을 하고 있다. (KRICT 제공)/뉴스1

이장용 박사팀은 2020년 우수한 음이온 전도 성능 및 화학적 안정성을 갖는 폴리카바졸 기반의 음이온교환소재를 개발한 바 있다.

연구팀은 규모를 키우는 대용량 합성 연구와 대면적 강화막 제조 후속 연구를 준비하고 있다.

이영국 화학연 원장은 “음이온교환막 수전해 기술이 상용화까지 이어져 핵심 소재 국산화 및 수소 경제 달성에 이바지하고 우리나라 기업의 글로벌 시장 진입을 통해 신규 일자리 창출에도 기여할 것으로 생각한다”고 말했다.

한국화학연구원 기본사업, 과학기술정보통신부 ‘유용물질 생산을 위한 Carbon to X 기술개발사업’, 산업통상자원부 ‘소재부품기술개발사업’의 지원을 받아 수행된 이번 연구 결과는 에너지 과학기술 분야 국제학술지 ‘에너지 앤드 인바이런멘털 사이언스' 온라인에 지난 4월 30일 게재됐다.

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