[충청뉴스 이성현 기자] 국내 연구진이 귀금속을 사용할 때보다 비용이 크게 절감된 알칼라인 수전해 전극 국산화에 성공했다.
한국에너지기술연구원은 수소에너지연구소 강경수, 이현준 박사 연구진이 산성 대비 최소 100~1000배 느린 알칼라인 환경의 물 분해 반응 병목 현상을 극복하기 위해 산화니켈과 니켈-코발트 합금을 결합한 신규 ‘이종구조 전극’을 개발했다고 17일 밝혔다.
산화니켈이 물 분해를 촉진하고 니켈-코발트 합금이 수소 발생을 높이는 시너지 효과를 내어 상용 백금 전극 대비 40% 수준인 22.7mV의 과전압을 달성했다.
이는 최근 3년간 보고된 비귀금속계 전극 중 세계 최고 수준이다.
백금(g당 약 58달러), 루테늄(g당 약 54달러)에 비해 이번 전극에 쓰인 니켈(g당 약 0.02달러)과 코발트(g당 약 0.05달러)는 재료 원가를 99% 이상 절감할 수 있다.
연구진은 대형화에 유리한 상압 수열합성과 도금 방식을 적용해 600회 이상의 부하 변동 내구성 시험 및 고전류밀도 환경에서도 뛰어난 안정성을 입증했다.
현재 연구진은 단위전지 평가를 넘어 1,256㎠ 크기의 대면적화 실증을 성공적으로 마쳤으며, 향후 5,000㎠ 이상으로 확대해 메가와트(MW)급 알칼라인 수전해 스택에 적용할 계획이다.
강경수·이현준 박사는 "핵심 소재 국산화를 통해 그린수소 상용화를 앞당기겠다"고 설명했다.
한편 이번 연구는 국제학술지 '어드밴스드 사이언스' 10월 14일 자 표지 논문으로 선정됐다.
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