[과기원NOW] 값싼 촉매로 ‘저비용 고효율 그린수소’ 만든다
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■ 울산과학기술원(UNIST)은 이승걸 신소재공학과 교수 연구팀이 음이온 교환막 방식의 수소 생산 과정에서 발생하는 효율 저하를 예방할 수 있는 원리를 밝혀냈다고 24일 밝혔다.
연구팀은 저가의 비백금계 금속 촉매를 이용한 새로운 음이온 교환막 수전해 기술을 제시했다.
연구팀은 이를 통해 이오노머의 산화를 막아 수소 생산 성능을 유지할 수 있음을 물질의 전자 구조를 계산하는 밀도범함수이론(DFT)을 통해 입증했다.
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■ 울산과학기술원(UNIST)은 이승걸 신소재공학과 교수 연구팀이 음이온 교환막 방식의 수소 생산 과정에서 발생하는 효율 저하를 예방할 수 있는 원리를 밝혀냈다고 24일 밝혔다. 연구팀은 저가의 비백금계 금속 촉매를 이용한 새로운 음이온 교환막 수전해 기술을 제시했다. 일반적인 수소 생산 장치에서는 시간이 지나면서 전극층(음극층)에 들어가는 이온 물질 전달 고분자 소재인 '이오노머'의 성질이 변해 약해지기 쉽다. 이는 수소 생산 효율 저하와 장치 수명 단축을 초래한다. 연구팀은 칼륨이 촉매 표현에 붙게 만들어 이오노머와 촉매의 직접적인 접촉을 줄였다. 칼륨의 흡착 에너지가 유기 화합물보다 3배 이상 크다는 점을 활용해 양이온 물질이 촉매 표면에 경쟁적으로 흡착되도록 한 것이다. 연구팀은 이를 통해 이오노머의 산화를 막아 수소 생산 성능을 유지할 수 있음을 물질의 전자 구조를 계산하는 밀도범함수이론(DFT)을 통해 입증했다. 연구 결과는 에너지 분야 국제 학술지 'ACS 에너지 레터스'에 6월 2일 온라인 게재됐다.
[박정연 기자 hesse@donga.com]
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