한양대, 청정수소 생산 위한 고효율 촉매 개발

사진=한양대

[이데일리 신하영 기자] 한양대 연구진이 청정수소 생산에 활용되는 저비용·고효율 촉매를 개발했다.

한양대 이승현(사진) 화학분자공학과 교수팀이 이러한 연구성과를 얻었다고 12일 밝혔다. 이번 연구결과는 국제 저명 학술지(Advanced Science) 8월호 표지논문으로 게재됐다.

수소는 차세대 친환경 에너지원으로 꼽힌다. 연소 후 유독성 기체를 배출하지 않으면서도 높은 에너지 효율을 보이기 때문이다.

현재 청정 수소 생산에는 물을 전기 분해하는 수전해 방식이 주로 사용된다. 수전해 방식은 탄소배출이 없다는 장점이 있지만, 이 과정에 사용되는 촉매 가격이 비싸 상용화에 어려움이 따른다.

이승현 교수팀은 저비용·고효율의 전기화학 촉매 개발에 성공했다. 해당 기술은 수소 에너지 상용화에 기여할 것으로 평가받는다.

수전해에 사용되는 촉매는 루테늄(Ru), 백금(Pt) 등으로 해당 금속들은 매장량이 적고 가격이 비싸 수전해 방식의 수소 생산을 저해하고 있다. 이 교수팀은 이번 연구에서 바나듐(V)이 결합된 코발트-질화물(V-Co4N) 결정성 코어 위에 코발트-니켈-인산(Co-Ni-P)으로 구성된 비정질성 쉘을 결합, 기존 촉매를 대체할 수 있는 3차원 구조의 촉매를 개발했다.

대학 관계자는 “이번 연구로 개발된 촉매는 알칼리성 전해질에서 고비용 촉매인 상업용 백금·루테늄 촉매(1.55V)보다 훨씬 낮은 전극 전위(1.52V)를 요구해 보다 우수한 수소생산 성능을 보여줬다”고 설명했다. 이승현 교수는 “수전해 기술 상용화에 큰 걸림돌이었던 값비싼 루테늄·백금 기반 전기화학 촉매를 대체할 수 있는 경제적이고 효율이 뛰어난 촉매 개발에 새로운 도약의 발판을 마련했다”고 말했다.