왼쪽부터 박경원 교수, 김지웅 교수.

[대학저널 온종림 기자] 숭실대학교 연구팀이 저비용·고효율의 수전해 촉매 개발에 성공했다.

숭실대 화학공학과 박경원 교수 연구팀은 수열합성법과 인화물화 과정을 통해 합성한 구형의 인화물 촉매를 폼 형태의 니켈 기반 기체 확산층 표면에 성장시키는 방법으로 고성능의 산소 발생 반응용 촉매 전극을 제작했다.

폼 형태의 지지체 표면에 결합한 형태로 제작하여 실제 작동 조건과 비슷한 단위전지에 적용했으며, 다공성인 니켈 폼의 기공 크기를 제어함으로써 최적화된 성능을 보이는 촉매 전극을 개발했다.

또한, 단일 금속 인화물에 비해 헤테로원자 도핑을 진행한 인화물은 더 좋은 활성을 보일 수 있어 코발트 인화물 촉매에 니켈을 도핑하여 전기화학적 성능 개선을 이뤄냈다.

또한, 숭실대 신소재공학과 김지웅 교수 연구팀과 함께 시뮬레이션을 통해 니켈이 도핑됨에 따라 니켈보다는 코발트의 활성이 증대하며, 최적의 도핑비율에서 효율적인 전하전달 속도 및 에너지 장벽의 감소 효과를 보인다는 것을 규명했다.

박경원 교수는 “음이온 교환막 수전해 촉매 및 시스템 개발을 통한 그린 수소 생산은 탄소 중립 달성에 기여할 것으로 기대한다”고 밝혔다.

이번 연구 성과는 환경공학 분야 1위 국제학술지 어플라이드 카탈리시스 비: 인바이런멘탈 (Applied Catalysis B: Environmental, 피인용지수=21.41)에 2023년 2월 10일 온라인 게재됐다.

 

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