심욱 켄텍 교수 연구팀, 수전해 양극 촉매로 사용할 수 있는 질화물 기반 차세대 촉매 개발

심욱 켄텍 교수 연구팀.사진제공=/한국에너지공과대학교

한국에너지공대학교(이하'켄텍')는 심욱 교수가 이끄는 연구팀이 질소 도핑된 탄소(NC)에 니켈/니켈 질화물(Ni/Ni3N)을 결합해 전기화학적 수소 발생 반응(HER)과 산소 발생 반응(OER)에서 동시에 탁월한 성능을 발휘하는 촉매를 개발했다고 27일 밝혔다.

개발된 촉매는 간단한 질화 공정을 통해 쉽게 제조할 수 있었으며 잘 구성된 질소 도핑 탄소(NC)의 이점을 극대화해 기존 촉매보다 뛰어난 성능을 보였다.

심 교수 연구팀은 물 전해 장치에서 Ni/Ni3N@NC를 양극과 음극 모두에 사용해 10 mA cm-2의 전류 밀도를 1.52 V라는 낮은 전압으로 달성하는 데 성공했다.

기존 촉매에 비해 훨씬 높은 에너지 효율을 나타냈으며, 대학의 강영수 교수 연구팀과의 협업으로 실시간 라만 분석을 통해 촉매의 활성 부위와 메커니즘을 밝히는 데도 성공했다.

심 교수는 "이번 연구는 비귀금속 사용으로 비용 절감과 성능 효율적인 이중 기능 촉매의 설계에 중요한 단서를 제공하는데 혁신적인 기여를 할 것이다"고 말했다.

이번 연구는 Wiley 출판사의 권위있는 재료과학분야 학술지인 Advanced Sustainable Systems (피인용 지수 IF: 6.5 JIF Quality: Q1)에 표지 이미지로 선정됐다.

나주(전남)=나요안 기자 lima68@mt.co.kr