기후위기 속 안정적 수소생산 해법…KAIST, 내구성 지표 세계 첫 제안

안덕근 산업통상자원부 장관이 인천 서구에서 열린 '인천 액화수소 플랜트 준공식'에서 축사하고 있다. (산업통상자원부 제공) 2024.5.8/뉴스1

(서울=뉴스1) 황덕현 기후환경전문기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 정동영 생명화학공학과 교수팀이 재생에너지 기반 수전해 시스템에서 촉매의 수명을 정밀하게 예측할 수 있는 평가 지표인 '운영 안정성 지수'(OSF)를 세계 최초로 제안했다고 21일 밝혔다.

OSF 지표는 그린수소 생산 시스템의 핵심인 수전해 장치 내 촉매가 운전 중 어떻게 열화되는지를 수치로 평가할 수 있게 해준다.

수전해는 물을 전기로 분해해 수소와 산소를 생산하는 기술로, 탄소를 배출하지 않아 '그린 수소' 생산의 중심 기술로 꼽힌다. 하지만 태양광·풍력 등 재생에너지의 특성상 공급 전력이 일정하지 않아 수전해 장비는 자주 꺼지거나 낮은 부하 상태를 반복하게 되고, 이때 촉매의 성능이 점차 떨어지는 문제가 있었다.

연구팀은 실제 재생에너지 환경처럼 부하가 자주 바뀌는 조건에서 촉매가 얼마나 손상되는지를 정량적으로 분석하고, 이를 평가할 수 있는 OSF 지표를 개발했다.

예를 들어 OSF가 100%라면 촉매가 부하 변화에도 전혀 손상되지 않았다는 뜻이며, 99%라면 장비가 꺼질 때마다 1%씩 성능이 저하된다는 의미다.

정 교수는 "운영 안정성 지수는 수전해 촉매의 장기 수명을 수치로 예측할 수 있는 평가 기준"이라며 “향후 국제 표준으로 발전해 고내구성 수소 생산 촉매 개발을 가속화할 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 에너지 분야 국제 권위지인 'ACS Energy Letters'에 게재됐다.

ace@news1.kr