전북대 대학원 나노융합공학과 다슈람 파델 대학원생(박사과정)과 우데이 나라얀 판 박사(박사 후 연구원·지도교수 이중희)가 물을 전기분해해 그린 수소를 대량생산할 수 있는 저렴하고 성능이 매우 우수한 새로운 촉매를 개발했다.
이번 성과는 촉매 분야의 세계적 최고 학술지인 『어플라이드 카탈리시스 비 (Applied Catalysis B: Environmental)』(IF=16.683, JCR 0.94%) 최신호에 게재됐다.
전 세계적으로 지구의 온난화가 가속화 되면서 탈 온실가스에 대한 관심이 고조되고 있고, 이로 인해 그린 뉴딜·탄소 중립 전환의 핵심적인 역할을 하고 있는 수소에 대한 관심이 매우 뜨겁다.
그러나 기존의 수소 생산은 원유를 정제하면서 부가적으로 얻어지는 부생수소가스를 사용하거나 천연가스 등을 고온에서 개질하여 수소를 생산해 사용하고 있다. 이러한 수소는 사용할 수 있는 양이 매우 제한적이고, 화석연료를 이용하기 때문에 완전한 청정 기술이라 하긴 어렵다.
때문에 완전한 수소 생산은 물을 전기 분해하는 방법인데, 이는 비교적 생산 단가가 고가라는 단점을 지닌다. 이 같은 문제 해결을 위해 전북대 연구팀은 저렴하면서도 성능이 매우 우수하고 내구성까지 뛰어난 귀금속이 아닌 촉매를 비교적 단순한 공정으로 제조할 수 있는 기술을 개발한 것이다.
연구팀은 철(Fe), 인(P), 텅스텐(W) 및 황(S)과 같은 지구상에서 풍부한 원소를 이용해 손쉽고 효율적인 제조 방법을 통해 높은 촉매 활성, 매우 높은 나노 다공성 네트워크를 가진 철과 인이 삽입된 1T-WS2 3차원 나노 구조체 형태의 촉매를 개발해 물을 쉽게 전기분해 할 수 있게 됐다.
이중희 교수는 “이번 연구 결과는 미래 수소경제사회를 위해 반드시 해결해야 하는 핵심 기술로써 보다 저렴하면서 효율적으로 수소를 생산을 할 수 있는 수전해 원천기술을 마련했다는 데 의미가 있다”며 “조속한 시일 내에 상용화를 위해 노력하면 실제 산업에 적용 가능할 것으로 보인다”고 말했다.
한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부의 중견연구자지원사업과 교육부의 BK-21 Four 사업 지원을 받아 수행됐다.김영무기자
저작권자 © 전민일보 무단전재 및 재배포 금지
