[공학저널 전수진 기자] 고효율로 저렴하게 수소를 생산할 수 있는 촉매가 개발돼 이목을 집중시키고 있다.
전북대학교는 최근 이중희 교수팀(대학원 BIN융합공학과)의 초고효율 고체 에너지저장장치 개발 연구 성과를 담은 논문이 에너지 분야 세계 최고 저널 ‘나노 에너지 (Nano Energy)’와 촉매 분야 세계 최고 학술지인 ‘어플라이드 캐탈리시스 비 (Applied Catalysis B-Environmental)’최신호에 게재됐다고 25일 밝혔다.
수소경제사회 실현을 위해 가장 큰 문제는 수소를 생산하는 것이다. 주로 원유 정제를 통해 부가적으로 발생하는 부생수소가스를 주로 이용하거나 천연가스 등을 고온에서 개질하는 방법이 사용된다. 하지만 이러한 방법은 사용할 수 있는 양이 제한적이거나, 화석연료를 이용하기 때문에 이산화탄소가 발생하지 않는 완전한 청정 기술이라 하기는 어렵다는 것이 전문가들의 의견이다.
이 때문에 완전한 수소 생산을 위해 물을 전기 분해하는 방법이 사용되는데, 이 방법 역시 전기료뿐 아니라 백금이나 산화이리듐, 루텐늄산화물과 같은 값비싼 금속 촉매 사용으로 비용이 많이 든다는 단점이 있어 완전한 수소 생산에 어려움을 겪어왔다.
이러한 상황에서 전북대 이중희 교수와 김남훈 교수팀이 다공성 전이 금속 기반의 새로운 촉매를 개발해 주목받고 있다.
이 촉매는 제조 방법이 쉽고 저렴하기 때문에 대량생산이 가능하다. 높은 표면적을 가진 마이크로 카본 볼 위에 비교적 저렴한 니켈과 코발트를 이용해 성게 모양의 니켈-코발트-인화물 나노니들 모양의 나노구조를 만든 것으로, 촉매 활성도가 매우 높다는 장점이 있다.
또한 기존에 널리 사용되던 백금-탄소, 루테늄산화물-탄소에 비해 매우 낮은 1.54 V (50 mA cm-2)의 셀전압을 보이는 것도 특징이다.
이중희 교수는 “수전해의 핵심기술을 개발함으로써 우리나라의 수소경제사회를 앞당기는 데 크게 기여할 것”이라며 “전북대학교가 이 분야에서 선도적인 연구를 수행하고 있음을 다시 한 번 보인 것”이라고 말했다.
한편, 과학기술정보통신부의 중견연구자지원사업과 교육부의 BK-21 플러스 사업 지원을 받아 수행된 이번 연구는 BIN융합공학과 연구 교수 트란 듀이 탄 박사와 반 히엔 호야, 레휴 뚜안 등 박사과정 학생들의 협업으로 이뤄졌다.
