표준연 "바닷물에서도 고품질 수소생산 성공…활성도 6배 이상"

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 한국표준과학연구원은 그린수소 생산 비용을 줄일 수 있는 저렴한 고성능 비금속계 촉매를 개발했다고 15일 밝혔다.

그린수소는 재생에너지 전력을 이용해 수전해(물을 전기분해해 수소를 생산하는 기술) 방식으로 만들어 내는 수소로, 생산 과정에서 탄소를 배출하지 않아 친환경 에너지원으로 불린다.

여러 수전해 기술 가운데 음이온 교환막 수전해 기술은 음이온만 선택적으로 이동시키는 교환막을 전해질로 사용해 수소를 생산하는 시스템으로, 고순도 수소를 다량으로 생산할 수 있어 차세대 수전해 기술로 떠오르고 있다.

다만 백금(Pt)·이리듐(Ir) 등 귀금속 촉매는 값이 비싸고 부식이 빨라 수소 생산 단가가 높아지는 한계가 있다.

연구팀은 몰리브덴(Mo) 산화물계 소재에 극소량의 루테늄(Ru)을 배합, 저렴하면서도 내구성이 높은 비귀금속계 촉매를 개발했다.

몰리브덴 산화물 소재는 전기전도도가 높지만, 알칼리성 환경에서 열화 반응이 일어나 수전해 촉매로 사용하기 어려웠다.

연구팀은 가속기 실험을 통해 몰리브덴 산화물의 구조를 분석, 수산화이온 흡착이 열화 발생의 원인임을 밝히고 루테늄 입자를 얇게 덮는 방법으로 열화를 막는 데 성공했다.

개발한 촉매의 수전해 성능 측정 결과, 기존 상용 소재에 비해 내구성은 4배, 활성도는 6배 이상 높은 것으로 나타났다.

또한 알칼리성 모의 해수를 이용한 실험에서도 높은 활성도와 안정성을 유지하며 고품질의 수소를 생산하는 데 성공했다.

박선화 책임연구원은 "현재는 정제된 물이 필요하지만 실제 해수를 이용할 경우 담수화에 필요한 막대한 비용을 줄일 수 있어 그린수소 생산 비용을 획기적으로 줄일 수 있을 것"이라고 말했다.

jyoung@yna.co.kr