액화수소 밀도 2배로···수소 이용 대중교통 가능성 높였다

[이데일리 강민구 기자] 울산과학기술원(UNIST) 연구팀이 미래 에너지원인 수소를 더 효율적으로 저장하기 위한 새로운 가능성을 제시했다.

오현철 교수.(사진=울산과학기술원)

오현철 UNIST 화학과 교수 연구팀은 보통의 대기압에서도 수소를 고밀도로 저장할 수 있는 나노다공성 수소화붕소마그네슘 구조 연구 결과를 내놓았다. 수소를 저장하거나 운송하는데 문제가 되는 낮은 수소저장용량을 고밀도 흡착기술로 개선해 ‘대용량 수소저장’이 가능성을 높인 연구다.

미래 연료로 주목받고 있는 수소는 분자 간의 상호작용이 약해 실제 사용을 위한 대용량 저장에는 한계가 있다. 같은 부피에 압력을 700기압까지 높여주거나 온도를 253도까지 낮춰 대용량 저장이 가능하나 효율이 충분하진 않았다.

마그네슙 보론하이드라이드 구조와 고밀도 수소흡착 상태.(자료=울산과학기술원)

연구팀은 이미 수소를 함유한 고체 수소화붕소와 금속 양이온 마그네슘으로 나노다공성 복합 수소화물인 수소화붕소마그네슘을 만들었다. 이후 개발된 소재 안에 저장된 수소는 5개의 수소 분자가 정렬된 형태로 저장되고 있음을 확인했다.

개발한 소재는 기체의 수소 분자를 액체 상태로 저장하는 방식 대비 2배 이상 높다. 수소 분자가 단단한 고체 상태 보다 높은 밀도로 존재하기 때문이다.

연구팀은 또 중성자 산란법, 극저온 부피측정법, DFT계산 등을 활용해 정확한 분자 위치도 밝혔다.

오현철 교수는 “수소 연료를 이용한 대중교통 수단을 활용하기 위한 과제인 수소저장 문제를 해결할 가능성을 제시했다”며 “용적 기준의 저장 밀도를 높였고, 수소 에너지 사용의 효율성과 경제성을 높일 수 있는 중요한 발전”이라고 말했다.

연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘네이처 화학(Nature Chemistry)’에 지난 6일 온라인 게재됐다.