국내 연구진이 귀금속을 쓰지 않는 물 전기분해 촉매를 개발, 수소와 산소를 보다 경제적으로 생산하는 길을 열었다.
고려대 김동완 교수·송희조 박사팀은 귀금속이 아닌 재료를 사용해 수소와 산소를 모두 생산하는 양 기능성 촉매를 개발했다고 15일 밝혔다.
물을 전기분해 해서 수소를 생산하는 방법은 친환경적이지만 경제성이 떨어지는 문제가 있었다. 백금, 루테늄 같은 귀금속을 전기분해 촉매로 사용하기 때문이다. 수소가 발생하는 양극과 산소가 발생하는 음극에 서로 다른 촉매를 사용하는 점도 비효율적이다. 경제성을 높이려면 귀금속을 사용하지 않으면서 양쪽 전극 모두에서 쓸 수 있는 촉매 개발이 필요한 상황이다.
연구팀은 코발트·황을 기반으로 물을 전기분해할 때 양극과 음극에서 모두 사용할 수 있는 고성능 촉매를 만들었다. 코발트·황 화합물은 면 형태로 된 2차원 나노시트가 조립된 3차원 구조다. 연구팀은 이를 니켈과 인으로 치환해 조성에 변화를 줌으로써 촉매 활성도와 안정성을 높였다. 이렇게 만든 촉매는 수소와 산소 발생 반응 모두 높은 활성을 보였다. 50시간 이상 측정해도 특성이 변하지 않는 우수한 안정성을 나타냈다.
김동완 교수는 "코발트, 황 등 상대적으로 값싼 원료를 사용하고 손쉬운 공정을 적용해 고활성 양기능성 물 전기분해 촉매를 개발했다는 데 의미가 있다"면서 "대용량 수소원료 생산으로 이어질 것으로 기대한다"고 말했다.
이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 나노소재기술개발사업 지원 하에 이뤄졌으며, 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼스'에 최근 게재됐다. 안경애기자 naturean@dt.co.kr
고려대 김동완 교수·송희조 박사팀은 귀금속이 아닌 재료를 사용해 수소와 산소를 모두 생산하는 양 기능성 촉매를 개발했다고 15일 밝혔다.
물을 전기분해 해서 수소를 생산하는 방법은 친환경적이지만 경제성이 떨어지는 문제가 있었다. 백금, 루테늄 같은 귀금속을 전기분해 촉매로 사용하기 때문이다. 수소가 발생하는 양극과 산소가 발생하는 음극에 서로 다른 촉매를 사용하는 점도 비효율적이다. 경제성을 높이려면 귀금속을 사용하지 않으면서 양쪽 전극 모두에서 쓸 수 있는 촉매 개발이 필요한 상황이다.
연구팀은 코발트·황을 기반으로 물을 전기분해할 때 양극과 음극에서 모두 사용할 수 있는 고성능 촉매를 만들었다. 코발트·황 화합물은 면 형태로 된 2차원 나노시트가 조립된 3차원 구조다. 연구팀은 이를 니켈과 인으로 치환해 조성에 변화를 줌으로써 촉매 활성도와 안정성을 높였다. 이렇게 만든 촉매는 수소와 산소 발생 반응 모두 높은 활성을 보였다. 50시간 이상 측정해도 특성이 변하지 않는 우수한 안정성을 나타냈다.
김동완 교수는 "코발트, 황 등 상대적으로 값싼 원료를 사용하고 손쉬운 공정을 적용해 고활성 양기능성 물 전기분해 촉매를 개발했다는 데 의미가 있다"면서 "대용량 수소원료 생산으로 이어질 것으로 기대한다"고 말했다.
이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 나노소재기술개발사업 지원 하에 이뤄졌으며, 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼스'에 최근 게재됐다. 안경애기자 naturean@dt.co.kr
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