전북대학교 나노융합공학과 이중희·김남훈 교수 연구팀이 켐파나 하리쉬(박사과정), 응웬탄투안(박사후 연구원) 등과 협업해 친환경 그린 수소를 저렴하게 대량 생산할 수 있는 비 귀금속 촉매를 개발했다.
그린 수소는 생산 과정에서 물을 전기분해해서 만든다.
탄소배출이 전무한 수소로 탄소중립 시대에 가장 필요한 미래형 에너지 기술이다.
다만 물을 전기분해해서 수소를 생산하기 위해서 사용하는 촉매가 가격이 비싼 백금(Pt), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir)과 같은 귀금속인 만큼 수소생산 단가가 비싸고 생산설비의 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.
연구팀은 매우 저렴한 금속 소재인 철과 주석을 이용해 새로운 그린수소 생산용 나노 다차원 구조체 형상의 촉매 제조기술을 개발했다.
개발된 촉매를 활용한 알카라인 전해조 셀은 기존에 널리 사용되고 있는 상업용 백금-루테늄 촉매인 귀금속보다 훨씬 우수한 성능을 나타냈다.
내구성 측면에서도 기존 상용화된 제품에 비해 매우 뛰어난 안정성을 보여 상용화에 청신호를 보여주었다.
이번 연구의 성과는 신재생에너지와 연결한 그린수소 생산의 고비용 문제를 저비용·고효율·대량생산으로 해결점을 제시했다는 점이다.
한편 일반적으로 사용하고 있는 그레이 수소나 블루 수소는 원유를 정제하면서 부가적으로 발생하는 부생수소이거나 천연가스 등을 고온에서 개질해 수소를 생산하는 개질수소인 만큼 실질적인 온실가스 감축에는 한계가 있다는 지적을 받고 있다.
연구결과는 촉매 분야 상위 1% 이내의 세계 최고 학술지 ‘어플라이드 캐탈리시스 비 (Applied Catalysis B-Environmental)’ 최신호에 게재됐다.
[ⓒ 에너지단열경제. 무단전재-재배포 금지]
