전북대학교 이중희 교수팀(나노융합공학과)이 참여한 공동 연구진이 이 수전해 장치에 적용할 수 있는 세계 최고 효율을 가지는 촉매를 개발해 세계 학계의 주목을 받고 있다.
차세대 유망 에너지원인 ‘그린수소’를 저비용으로 대량생산 할 수 있는 것이 ‘음이온 교환막(Anion exchange membrane: AEM) 방식의 수전해 장치’다.
이 수전해 장치에는 현재 백금(Pt)이나 루테늄/이리듐(Ru/Ir) 기반의 고가 귀금속 촉매가 적용되고 있는데, 재료 원가가 비싸고 세계적으로 매장량도 제한적이다. 수전해 장치의 제작비용을 증가시켜 상용화에 걸림돌이 되는 주요 원인이다. 또한 장시간 사용 시 촉매 입자가 떨어지거나 응집되어 수전해 장치의 성능이 급격하게 떨어지는 문제점을 안고 있다.
이러한 문제의 해결을 위해 이중희 교수팀은 우수한 전기화학적 특성을 가지고 있는 철과 망간 전이금속이 결합된 니켈 층상 이중 수화물(Layered double hydroxide: LDH) 구조체를 만들어 표면적이 넓으면서도 복합화된 구조체 표면에 소량(1.4 wt%)의 백금 단원자 촉매를 흡착시키는 방법으로 저가이면서도 촉매 활성도가 매우 높은 수전해 촉매를 개발했다.
이중희 교수는 “개발된 수전해 촉매는 현재 그린 수소의 대량 생산을 위한 핵심 원천기술이고, 해외 선진국에 비해 기술이 비교적 기술이 뒤져있는 우리나라의 수전해 장치 기술을 진일보 시키는데 크게 기여할 것”이라며, “이번 성과가 산업계에 미치는 파급 효과가 매우 클 것으로 기대된다”고 밝혔다.
/최성민 기자
