[대학저널 임지연 기자] 건국대학교(총장 전영재)는 한혁수(사진) KU융합과학기술원 미래에너지공학과 교수팀과 한국생산기술연구원 김강민 수석 공동연구팀이 바닷물을 직접 연료로 사용해 수소를 발생시킬 수 있는 핵심기술을 개발했다고 29일 밝혔다.
건국대에 따르면 공동연구팀은 그린수소 생산에 핵심적인 기술인 수전해(Water electrolysis)를 통해 수소를 생산할 수 있는 양극 촉매 소재를 개발했다.
수전해는 물 전기분해라고도 불리며, 전기 에너지를 통해 물에 산화‧환원 화학반응을 유도하여 수소와 산소 기체로 분해시키는 기술이다.
연구팀이 개발한 촉매 소재는 모재 전극 표면에서 직접 니켈 기반의 촉매를 성장시켜 유기바인더 사용 및 별도의 코팅 공정을 필요로 하지 않는다. 기존 분말 형태의 촉매 소재 대비 월등한 내구성을 보일 뿐 아니라 전극과 촉매 소재간의 강한 전기적 상호작용으로 인해 높은 활성도 확보도 가능하다.
연구팀은 최적의 수소생성 양극반응 활성을 지닐 수 있는 최적의 전이금속 4원계(Ni-Fe-Al-Co) 조성을 금속유기골격체 소재 담지 및 전기화학적 활성을 통해 구현했다. 또 실험과 이론적 검증을 통해 전기적 특성 변화가 용이한 철 원자(Fe)가 양극반응에서 주요한 활성 원소로 작용하는 것을 규명해냈다.
한 교수는 “개발된 촉매 소재는 알카라인 전해질뿐만 아니라 해수와 유사한 염화나트륨이 포함된 전해질에서도 뛰어난 활성도와 내구성을 나타냈다”며 “담수를 사용하지 않고 해수를 직접 연료로 사용해 수소를 발생시킬 수 있는 해수수전해 분야의 양극 촉매 소재로 활용이 가능할 것”이라고 말했다.
이번 연구결과는 해외 유명 저널인 ‘Journal of Materials Chemisty A’에 12월 28일자 에 게재됐다.
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