표준연, 음이온교환막 수전해용 비귀금속 촉매
기존 소재 대비 내구성 4배, 활성도 6배 높아
기존 소재 대비 내구성 4배, 활성도 6배 높아
한국표준과학연구원은 박선화 박사 연구팀이 음이온교환막(AEM) 수전해에 쓰이는 고성능 비금속계 촉매를 개발했다고 15일 밝혔다.
그린수소는 물을 전기분해하는 수전해 방식으로 생산되는 수소로, 생산 과정에서 이산화탄소 배출이 없어 차세대 친환경 에너지원으로 꼽힌다.
음이온교환막 수전해는 여러 수전해 방식 중 하나로, 백금과 이리듐 등으로 만든 비싼 귀금속 촉매가 주로 활용된다. 하지만 귀금속 소재는 원가가 비싸고 부식도 빠르게 진행돼 수소 생산단가가 높아지는 한계가 있다. 이 때문에 그린수소 상용화를 위해선 값싸고 내구성 높은 비귀금속 촉매 개발이 필요하다.
연구팀은 몰리브덴(Mo) 산화물계 소재에 극소량의 루테늄(Ru)을 배합한 비귀금속계 촉매를 개발했다. 몰리브덴 산화물 소재는 전기전도도가 높지만, 알칼리성 환경에서 열화 반응이 일어나 수전해 촉매로 사용하기 어려웠다.
일반 전기가 아닌 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지를 이용한 수전해에서도 22.8%의 높은 전환 효율을 보여 재생에너지와 연계성도 뛰어남을 확인했다고 연구팀은 설명했다. 특히 담수뿐 아니라 해수에도 촉매를 적용할 수 있다.
박선화 표준연 책임연구원은 "현재는 그린수소를 생산하기 위해 정제된 물이 필요하지만 만약 해수를 이용할 경우 담수화에 필요한 막대한 비용을 줄일 수 있어 후속연구를 이어갈 계획"이라고 말했다.
이 연구결과는 화학공학 분야 국제 학술지 '어플라이드 카탈시스 B-인바이런먼트&에너지(7월)'에 게재됐다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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