울산대, 탄소만으로 수소와 산소 동시 생산하는 ‘수전해 촉매’ 개발
울산대, 탄소만으로 수소와 산소 동시 생산하는 ‘수전해 촉매’ 개발
  • 이승환 기자
  • 승인 2019.06.19 13:33
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울산대 연구팀이 탄소의 결정을 판단하는 ‘라만 분광계’ 앞에서 기념촬영 하는 모습. 왼쪽 정진석 교수, 오른쪽 최원묵 교수, 앞쪽 트란 반 탐 박사
울산대 연구팀이 탄소의 결정을 판단하는 ‘라만 분광계’ 앞에서 기념촬영 하는 모습. 왼쪽 정진석 교수, 오른쪽 최원묵 교수, 앞쪽 트란 반 탐 박사

[대학저널 이승환 기자] 울산대학교(총장 오연천) 화학공학부 정진석·최원묵 교수팀이 탄소만으로 이루어진 그래핀 재료를 이용해 수소와 산소를 동시에 생산할 수 있는 다기능성 촉매를 개발했다.

개발된 촉매는 3차원 그래핀 구조체에 붕소(Boron)로 도핑된 그래핀 양자점이 결합된 복합체로 단 한 번의 수열반응을 통해 제조할 수 있는 장점이 있다.

붕소로 도핑된 그래핀 양자점의 다양한 기능들이 산소환원반응, 산소발생반응, 수소발생반응의 3가지 전기화학 반응에 우수한 촉매 활성을 보였으며, 3차원 그래핀 구조체의 뛰어난 전기 전도도와 넓은 표면적으로 촉매의 특성을 향상시킨다.

또한 오랜 시간 촉매특성이 유지되는 뛰어난 안정성을 보여 개발된 촉매를 수전해 전극에 활용하면 기존 귀금속 촉매에 비해 우수한 활성과 안정성으로 수소발생 및 산소발생 특성이 나타난다. 개발된 촉매의 다기능성 촉매 활성을 활용해 아연-공기 이차전지의 공기전극으로도 적용해 우수한 전지 특성도 확인했다.

기존 귀금속 촉매에 비해 이번 연구를 통해 개발된 촉매는 탄소로만 이루어져 저렴한 생산 비용과 단순한 생산 공정을 통해 대량생산이 가능하며 수소를 저비용으로 생산할 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구는 교육부의 BK-21 플러스 사업과 기본연구사업의 지원으로 수행되었으며 에너지 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)’ 온라인 판에 5월 27일 게재됐다.


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