국내 연구진이 미래 대체에너지인 수소 생산을 위해 쓰이는 고가의 백금 촉매를 대체 할 수 있는 황화니켈 촉매 원천기술을 개발했다. 황화니켈은 백금 대비 100배 이상 가격이 낮아 수소 생산의 상용화에 속도가 붙을 것으로 전망된다.
유성종 한국과학기술연구원(KIST) 박사(사진)는 서영은 서울대 교수와 이현주 카이스트 교수팀과의 공동연구를 통해 수소 발생 시스템에서 높은 성능과 내구성을 구현하는 나노 크기 구조의 단결정 황화니켈 촉매를 개발했다고 29일 밝혔다.
수소는 친환경에너지로 세계 각국에서 연구 개발을 활발히 진행하고 있다. 수소 발생용 전극 재료로는 백금이 가장 우수하지만 비용이 높기 때문에 백금을 대체하는 대체 재료의 개발이 요구되고 있다.
연구팀은 기존 희소 금속인 백금 기반의 촉매보다 뛰어난 저가의 니켈기반 화합물에 주목했고 단결정 나노 구조의 황화니켈 화합물을 합성하는 데 성공했다. 합성된 황화니켈 나노 입자들은 표면에서의 니켈 금속과 황 사이의 강한 전자 상호작용에 의해 전기화학적 활성이 극대화됐다.
황화니켈 화합물 나노 입자는 그동안 물 분해 반응에 많이 사용되던 순수 니켈 촉매의 활성보다 2배 이상의 성능을 구현했다. 이는 백금과 동등한 수준이다.
황화니켈 화합물은 지구상에 풍부하게 존재하는 니켈을 기반으로 하기 때문에 가격이 저렴한 것이 장점이다. 니켈 금속은 가격이 ㎏당 14달러 수준에 불과하고 단결정 황화니켈 화합물 합성조건도 간단해 제조비용이 백금을 사용한 기존 공정에 비해 100배 이상 저렴하다.
유성종 박사는 "미래 청정에너지에 대한 관심이 높아지는 가운데 재생에너지를 통해 물에서 수소 같은 화학에너지로 변환하는 기술의 상용화가 무엇보다 중요하다"며 "이 연구는 수소에너지 상용화를 한 발 앞당겼다는데 큰 의미가 있다"고 말했다.
연구결과는 '나노스케일'(Nanoscale) 28일자 표지논문으로 게재될 예정이다.
백나영기자 100na@dt.co.kr | 
