국민대, 친환경 수소 생산 선도할 촉매 개발

[이데일리 신하영 기자] 국민대 연구진이 친환경 수소 생산을 선도할 전기화학 촉매를 개발했다.

왼쪽부터 국민대 이찬우 교수, 서울대 김진영 교수, 유성종 박사, 임현우 박사(사진=국민대 제공)

국민대는 이찬우 응용화학부 교수가 서울대·한국과학기술연구원과의 공동 연구에서 이러한 연구성과를 거뒀다고 11일 밝혔다.

음이온 교환막 수전해(AEMWE)는 전기 분해를 통해 고순도 수소를 생산하는 차세대 기술로 고효율·안정성을 갖춘 촉매 전극이 필수 요소다. 현재 백금(Pt)이 대표적인 촉매로 사용되고 있지만, 고비용과 빠른 열화로 인해 상용화의 걸림돌이 되고 있다.

이에 연구팀은 백금 대비 2배 이상 저렴한 루테늄(Ru)을 기반으로 한 ‘코어-쉘 나노클러스터 촉매’를 개발했다. 촉매의 크기를 2 nm이하로 줄이고, 귀금속 사용량을 상용 백금 전극의 3분의 1 수준으로 대폭 낮췄음에도 오히려 백금 촉매를 능가하는 성능을 달성하는 데 성공했다.

국민대는 “이 혁신적인 코어-쉘 촉매는 기존 백금 기반 촉매와 비교하여 동일한 귀금속 함량에서 4.4배 높은 성능을 기록했다”며 “지금까지 보고된 수소 발생 촉매 중 세계 최고 수준의 성능을 자랑한다”고 설명했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 기초연구실 사업 등의 지원을 받아 수행했다. 연구 결과는 국제 저명학술지(Energy & Environmental Science) 최신 호에 게재됐다.

연구팀은 “2 nm 미만의 코어-쉘 촉매 개발과 그 뛰어난 성능·안정성은 수소 생산 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다”며 “탄소중립 시대를 위한 수소 생산 기술에 기여할 것”이라고 했다.