KAIST 신소재공학과 조은애 교수.[KAIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 화석 에너지 사용에 따른 기후변화를 극복하기 위해 최근 전 세계적으로 수소에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 우리 정부도 지난해 1월 ‘수소 경제 활성화를 위한 로드맵’을 발표한 바 있다.

한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 에너지 변환 및 저장재료 연구실 조은애 교수 연구팀이 촉매로 사용되는 귀금속 사용량을 50% 저감한 수전해 전극을 개발했다고 15일 밝혔다.

수전해는 물을 전기분해해 수소를 생산하는 장치인데 수소 생산과정에서 이산화탄소를 배출하지 않는다. 하지만 매장량이 백금의 10분의 1에 불과한 귀금속인 이리듐을 촉매로 사용하기 때문에 수소 생산단가가 높다는 단점이 있다. 연구팀이 개발한 촉매를 사용하면 이리듐 사용량을 절반으로 줄일 수 있어 수소 생산단가를 크게 낮출 것으로 기대된다.

수전해는 수소 경제 구현을 위한 핵심 기술 중 하나다. 조 교수 연구팀은 티타늄과 몰리브데넘 산화물 담지체를 개발해, 이리듐 나노 입자의 분산도를 높여 기존 사용되고 있는 이리듐 촉매와 대비해 성능과 내구성을 2배 이상 높이는 데 성공했다.

이리듐 전극촉매에 적용된 담지촉매의 투과현미경 이미지와 에너지 분산형 분광분석 이미지.[KAIST 제공]

조은애 교수는 “기존 대부분의 수전해 촉매들이 실제 시스템에서는 성능을 제대로 구현하지 못하는데 이번 연구에서 개발한 촉매를 사용해 실제 수전해 시스템을 제작한 결과, 이리듐 사용량을 50%나 줄였음에도 불구하고 상용 촉매와 동일한 성능을 보여줬다는데 큰 의미가 있다”고 말했다. 그는 또 “앞으로도 그린 수소 생산 실용화를 위해 고활성·고내구성 전극 촉매개발을 위한 연구를 이어갈 계획”이라고 덧붙였다.

이번 연구결과는 촉매 분야 국제학술지 ‘어플라이드 카탈리시스 B: 인바이러멘탈’ 8월 25일 온라인판에 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com