한국과학기술원(KAIST)은 15일 신소재공학과 에너지변환및저장재료연구실 조은애 교수 연구팀이 촉매로 사용되는 귀금속 사용량을 50% 저감한 수전해 전극을 개발했다고 밝혔다.
수전해는 물을 전기분해하여 수소를 생산하는 장치인데 수소 생산과정에서 이산화탄소를 배출하지 않는 친환경 그린 수소 생산 기술이다.
그동안 수전해를 위해 백금의 10분의 1 매장량에 불과한 이리듐을 촉매로 사용해 단가가 높다는 점이 한계로 지적돼 왔으나 이번 기술을 통해 이리듐 사용량을 절반으로 줄일 수 있어 생산단가를 크게 낮출 수 있을 것으로 기대된다.
조 교수 연구팀은 티타늄과 몰리브데넘 산화물 담지체를 개발, 이리듐 나노 입자 분산도를 높여 기존 사용되고 있는 이리듐 촉매 대비 성능과 내구성을 2배 이상 높이는 데 성공했다.
연구팀 관계자는 "이리듐과 산화물 담지체 사이의 전자이동으로 인해 이리듐의 전자구조가 산소 발생 반응에 최적화돼 있어 성능과 내구성이 크게 향상됐다ˮ고 설명했다.
조은애 교수도 "기존에 개발된 대부분의 수전해 촉매들이 실제 시스템에서는 성능을 제대로 구현하지 못하는데 이번 연구에서 개발한 촉매를 사용해 실제 수전해 시스템을 제작한 결과, 이리듐 사용량을 50%나 줄였음에도 불구하고 상용 촉매와 동일한 성능을 보여줬다는데 큰 의미가 있다ˮ고 말했다.
이어 "앞으로도 그린 수소 생산 실용화를 위해 고활성·고내구성 전극 촉매개발을 위한 연구를 이어갈 계획ˮ이라고 덧붙였다.
이번 연구는 한국연구재단의 수소에너지혁신기술개발사업과 미래소재디스커버리사업, 산업통상지자원부와 한국산업기술진흥원의 수소연료전지차 부품실용화 및 산업기반육성사업의 지원을 받아 이뤄졌으며 촉매 분야 국제 학술지인 `어플라이드 카탈리시스 B: 인바이러멘탈 Applied Catalysis B: Environmental' 8월 25일 字 온라인판에 게재됐다.
