한양대 방진호 교수, 고(高)순도 청정 수소 생산비용 절감에 나서
한양대 방진호 교수, 고(高)순도 청정 수소 생산비용 절감에 나서
  • 이효정 기자
  • 승인 2020.05.06 14:31
  • 댓글 0
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저가 벌크소재 이용한 촉매 개발로 가격 낮추고 생산성 높여
방진호 교수
방진호 교수

[대학저널 이효정 기자] 한양대학교(총장 김우승) 방진호 교수팀이 ‘물 전기분해 시스템’에서 사용되는 고효율 비(非)귀금속계 촉매의 실용화를 앞당길 수 있는 촉매 합성 원천기술을 확보했다.

이 기술은 간단한 열 공정만으로 고(高)효율 물산화 반응 촉매를 대량으로 생산할 수 있어 향후 물 전기분해 시스템의 경제성을 높이는데 기여할 수 있을 것으로 예상된다.

물 전기분해 시스템은 전기화학 반응을 이용해 물을 수소와 산소로 분해하는 에너지 변환 장치로, 화석 연료를 사용하지 않으면서 고(高)순도의 청정 수소를 생산할 수 있어 가장 이상적인 수소 생산법으로 주목받는다.

하지만 이리듐 산화물(IrO2)이나 루테늄 산화물(RuO2) 등 고가의 귀금속으로 만들어진 촉매 가격이 비싸고, 대량생산이 힘들다는 단점이 있어 상용화에 어려움을 겪고 있었다.

방 교수팀은 이런 문제점을 극복하고자 상업적으로 널리 사용되는 저가의 비귀금속 벌크 소재에 간단한 열 공정을 통해 나노 구조화를 구현할 수 있는 신개념 하향식 나노 구조화 공정을 개발했다.

이렇게 개발된 촉매는 이리듐 산화물 촉매 활성에 육박하는 우수한 촉매 활성과 안정성을 가지고, 가격도 1/10 이하로 낮춰졌다. 또 기존 촉매 대비 약 1만 배 이상의 크기를 가진 벌크 소재로 귀금속 촉매의 촉매 활성을 실현할 수 있어 대량생산도 가능해졌다.

방 교수는 “수소 생산용 물 전기분해 시스템의 핵심 전극 소재인 귀금속계 이리듐 산화물을 대체할 수 있는 새로운 촉매 합성 원천 기술을 확보함에 따라, 물 전기분해 시스템의 경제성 확보를 앞당기는 한편 기존 촉매 합성 기술에 새로운 전환점을 마련했다”라고 이번 연구의 의의를 설명했다. 

이번 연구는 과학기술정보통신부‧교육부‧한국연구재단 기초연구사업 (중견연구, 대학중점연구소) 지원으로 수행됐으며, 연구결과는 나노소재기술분야 국제 저명 학술지 「Journal of Materials Chemistry A」 에 출판됐다.


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