방진호 한양대 ERICA 교수팀, 수소 생산 촉매 기술 성과

수소 생산 촉매 기술 개발의 새 지평

방진호 한양대 ERICA 교수와 고온·고전류 밀도 구동 시 철 함유 코발트 산하물에서 다공성으로 인한 저항 증가로 산소 발생 반응 활성이 감소하는 모식도 (제공=한양대) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]문효민 인턴 기자 = 한양대 ERICA(총장 이기정)는 방진호 화학분자공학과 교수 연구팀이 수소 생산의 핵심 기술 중 하나인 산소 발생 반응 촉매 연구에서 획기적인 성과를 발표했다고 14일 밝혔다.

기존 학계에서는 철(Fe)을 첨가하면 산소 발생 반응 촉매의 성능이 향상된다고 알려져 있었지만, 방 교수팀은 실제 작동 환경과 유사한 고온·고전류 밀도 조건에서 철을 첨가한 촉매보다 철이 없는 촉매가 더 우수한 성능을 보인다는 사실을 밝혀냈다고 한양대 ERICA는 설명했다.

연구팀은 실제 수전해 시스템이 작동하는 고온·고전류 밀도 조건에서 촉매가 어떻게 반응하는지 분석했다.

그동안 산소 반응 촉매에 관한 연구는 주로 상온·저전류 밀도 조건에서 이루어졌지만, 방 교수팀은 실제 운영 환경과 유사한 조건에서 철 첨가가 촉매 성능에 미치는 영향을 집중적으로 연구했다.

이후 철을 첨가하면 촉매에 기공이 생기지만, 고온에서 발생하는 산소 기체로 인해 이 기공이 막히면서 오히려 촉매 활성이 저하되는 것으로 나타나는 걸 밝혀냈다.

반면, 철이 첨가되지 않은 촉매는 이러한 문제가 발생하지 않아 더 우수한 성능을 보였다.

방진호 교수는 "이번 연구는 수소 생산 촉매 기술 개발의 새로운 지평을 열었다는 데 큰 의미가 있다"며 "앞으로도 지속적인 연구를 통해 더욱 효율적인 수소 생산 시스템을 구축하는 데 기여하겠다"라고 밝혔다.

본 연구는 한국에너지기술평가원 및 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.

관련 논문 'Rescrutinizing the Iron Effect on Oxygen Evolution Reaction Catalysts under Industrially Relevant Working Conditions: Overlooked Mass Transfer Limitation Driven by the Iron Incorporation'은 에너지기술 분야 국제 권위 학술지 'ACS Energy Letters'에 지난 11일 게재됐다.

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