고대·동대·성대 연구진 “수소 생산비 절감 기술 개발”

by신하영 기자
2024.02.19 16:27:12

[이데일리 신하영 기자] 고려대가 동국대·성균관대 연구팀과의 공동 연구에서 수소 생산 비용을 대폭 절감하는 기술을 개발했다.

왼쪽부터 제1저자인 홍용주 고려대 박사, 진하늘 동국대 교수와 교신저자인 유성종 한국과학기술연구원 박사, 이상욱 성균관대 교수, 이광렬 고려대 교수(사진=고려대 제공)

고려대는 이광렬 화학과 교수팀이 성균관대 이상욱 교수팀, 한국과학기술연구원(KIST) 유성종 박사팀, 동국대 진하늘 교수팀과의 공동 연구에서 이런 성과를 거뒀다고 19일 밝혔다.

수소는 차세대 친환경 에너지원으로 꼽힌다. 연소 후 유독성 기체를 배출하지 않으면서도 높은 에너지 효율을 보이기 때문이다.

연구진은 ‘그린 수소’의 제조 과정에서 발생하는 생산 비용을 현저히 낮추는 기술적 성과를 거뒀다. 그린 수소는 이산화탄소 배출이 없는 친환경 방식으로 생산되는 수소다. 현재 수소 생산 방식은 대부분 ‘그레이 수소’로 분류된다. 이는 천연가스와 수증기를 이용해 수소를 생산되는 방식이라 이산화탄소가 발생한다. 그러나 전기에너지를 이용, 수전해로 생산하는 ‘그린 수소’ 방식은 이산화탄소 배출 없이 수소를 생산하는 방식이다.



연구진은 백금, 루테늄, 인으로 이루어진 삼원계 물질을 이중벽 나노튜브 형태로 구현했다. 이를 통해 음이온 교환막 수전해 장치용 양극재 소재를 개발한 것. 연구진은 “백금, 루테늄, 인으로 이루어진 삼원계 물질을 이중벽 나노튜브 형태로 구현하는 데에 성공했다”며 “이를 양극재 소재로 활용해 음이온 교환막 수전해 장치를 최적화, 백금·루테늄 촉매 대비 그린 수소 생산 단가를 크게 낮출 수 있었다”고 설명했다.

이광렬 고려대 교수는 “이번 연구 성과는 나노 촉매 개발에 있어서 이온 교환이라는 완전히 새로운 방식으로 물질의 상(phase)과 형태(morphology)를 제어한 것으로 이를 통해 다양하고 우수한 나노 촉매를 개발하는 방법론으로의 확장이 가능하다”며 “이러한 방식을 통해 다양한 촉매를 개발한다면 수전해 촉매 기술이 새로운 차원으로 성장할 수 있을 것”이라고 기대했다.

이번 연구는 한국연구재단의 리더연구사업 등의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 저명 국제학술지(Advanced Energy Materials) 후면 표지 논문으로 선정됐다.