값비싼 이리듐 수전해 촉매, 사용량 20분의 1로 낮췄다

KIST 연구팀, 고효율 수전해 촉매 개발

탄소 지지체 위에 얹어진 이리듐 나노입자 촉매를 표현한 표지논문 이미지 [KIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

(서울=연합뉴스) 조승한 기자 = 수소를 만드는 수전해 설비에 필요한 고가 촉매 사용량을 20분의 1로 줄인 새로운 촉매가 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST)은 수소·연료전지연구단 김명근 선임연구원, 유성종 책임연구원 연구팀이 이리듐 사용량을 상용 촉매 20분의 1 수준으로 줄인 고효율 수전해 촉매를 개발했다고 밝혔다.

수전해 반응에서는 이리듐 촉매가 가장 우수한 성능과 내구성을 보이지만, 이리듐의 높은 가격과 공급 불안정성이 활용을 막는 걸림돌로 작용해왔다.

이리듐을 전기전도성이 높은 촉매 지지체에 얹어 쓰면 이리듐 양을 줄일 수 있지만 이 지지체가 부식 등에 취약한 게 문제였다.

이에 연구팀은 물과 잘 반응하지 않는 소수성 탄소를 지지체로 만들어 이리듐을 적게 쓰고도 같은 효과를 내는 촉매를 개발했다.

이 지지체에 셀레늄을 도입해 이리듐의 반응 중 변화를 억제함으로써 이리듐이 외부로 용출되는 것도 막았다.

이렇게 만든 촉매는 이리듐 사용량을 ㎠당 0.05㎎으로 종전보다 20분의 1 수준으로 줄이면서도 기존 상용 촉매보다 전류밀도는 30% 늘어난 것으로 나타났다.

김 선임연구원은 "저 이리듐 촉매 구현을 위한 지지체 개발 및 촉매 성능 확보를 위한 전략을 함께 제시했다"며 "대규모 촉매 합성 기술을 접목해 그린수소 생산 단가를 낮추고 수소 사회로의 전환에 기여할 것"이라고 말했다.

이번 연구결과는 지난 6월 국제학술지 '미국화학회 에너지 레터스'에 표지논문으로 실렸다.

shjo@yna.co.kr

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