IBS, 비용 낮추고 지속성 높인 수소 생산 촉매 개발
IBS, 비용 낮추고 지속성 높인 수소 생산 촉매 개발
  • 이성현 기자
  • 승인 2020.11.24 13:25
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비용을 낮추고 지속성을 높인 수소 생산 촉매가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

물 분해 과정
물 분해 과정

기초과학연구원(IBS)은 나노구조물리연구단 이효영 부연구단장 연구팀이 원가가 20배 싸면서 생산성이 약 6배 높고, 최소 4배 길게 지속되는 물 분해 촉매를 개발했다고 24일 밝혔다.

연구진은 저렴한 전이 금속인 코발트, 철, 극소량의 루테늄(Ru) 위에 산소 원자를 부착해 촉매를 개발했다. 이는 기존 촉매보다 20배 저렴하면서 성능이 뛰어나고 최소 100시간 이상 지속이 가능한 결과를 보였다.

연구진은 촉매 표면에 산소를 미리 흡착하면 OOH*를 안정화시킬 것이라고 예상했다. 이에 따라 표면 산소량을 조절하기 쉬운 코발트-철 합금을 만들어 실험을 진행했다.

그 결과 촉매 결정에 산소 원자 8개를 붙였을 때 가장 산소 발생량이 높음을 확인했다. 여기에 루테늄 원자를 더해 속도 결정단계에서 에너지 장벽을 줄이고, 이를 전기 전도도가 높은 다공성 탄소층 위에 붙였다.

이렇게 개발한 촉매는 기존 대비 생산량이 약 6배 많았고, 훨씬 낮은 전압으로 산소를 발생시킬 수 있었다. 또 최소 100시간 이상 유지될 수 있었다.

이효영 부연구단장은 “물 분해를 통한 친환경 수소를 석유·석탄 부생 수소보다 싼 가격으로 만드는 일은 오랫동안 한계에 직면해 있었다”며 “저렴한 고효율 산소 발생 촉매를 개발함으로써 탈탄소화 친환경 수소경제에 한 걸음 다가설 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

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