친환경 수소 생산 핵심소재 기술 개발
By 박연수
2018-01-08 19:58:06 2081

기후변화문제에 대처하기 위한 방안의 하나로 수소전기자동차 등 친환경 자동차에 사용에 대한 전 세계적 관심이 높아지고 있는데요. 현재 수소 연료는 대부분 천연가스 등 화석연료를 사용하여 생산되고 있는 실정입니다. 이에 대한 대안으로 친환경 수소를 생산할 수 있는 물 전기분해 기술에 대한 관심이 커지고 있죠.


수소 에너지로 가는 자동차! 출처: 현대자동차


최근 국내 연구진이 수소를 생산할 수 있는 친환경 기술인 물 전기분해 장치의 핵심 소재 기술을 개발했다고 밝혔습니다. 이 연구결과는 지난 12월 촉매 분야의 국제학술지 <Applied Catalysis B: Environmental>에 게재됐습니다.


연구진이 개발한 장치. 출처:KIST


한국과학기술연구원(KIST) 연료전지연구센터 장종현 박사팀은 전해도금을 통해 이리듐산화물을 다공성 금속지지체에 코팅하는 전극 기술을 개발했습니다. 이 기술은 전기화학적 수소 생산 성능과 내구성이 우수하여 귀금속 촉매 사용량 저감 및 전극 제조 공정 단순화의 측면에서 가격 경쟁력을 확보할 수 있을것으로 예상됩니다.


기존의 방식은 분말을 물리적으로 도포하는 방식으로 귀금속 촉매 사용량(1~5 mg/cm2)이 많으며 보호 코팅막 제조가 필요했던 단점이 있었는데요. KIST 장종현 박사팀은 기존의 단점을 해결하기 위해 이리듐산화물을 전해도금으로 다공성금속지지체에 코팅해 촉매와 지지체 보호막 역할을 동시에 수행하는 새로운 전극 제조 기술을 개발했습니다. 이렇게 되면 소재 및 공정의 비용 저감에 기여할 수 있습니다.



전해도금으로 제조된 이리듐산화물 촉매/보호막 및 수소생산 전류 성능. 출처:KIST


연구진은 전해도금 조건을 조절하여 이리듐산화물의 담지량 및 미세구조를 제어할 수 있음을 확인했고, 소량의 이리듐산화물을 균일하게 형성하는 조건을 도출했죠. 개발된 전극으로 물 전기분해 장치를 제작하여 저감된 귀금속량 (0.4 mg/cm2)에서도 우수한 수소 생산 성능을 확인했다고 합니다.


KIST 장종현 박사는 이 연구를 통해 물 전기분해 장치의 귀금속 촉매 사용량 및 공정 비용 저감에 기여할 수 있을 것으로 전망된다고 말했습니다. 나아가 청정 수소 생산 및 신재생에너지 보급 확대의 기반 기술 구축에 기여할 수 있을 거라고 합니다.


박연수 에디터(flowers1774@scientist.town)

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