▲ 국내연구진이 그린 수소를 저렴하게 대량생산 할 수 있는 비귀금속 촉매를 개발했다. (전북대 나노융합공학과 이중희 교수와 김남훈 교수, 응웬탄투안, 켐파나 하리쉬.)

국내 연구진이 그린 수소를 저렴하게 대량 생산 할 수 있는 비귀금속 촉매를 개발, 세계 학계로부터 주목을 받고 있다.

전북대학교는 나노융합공학과 이중희 교수와 김남훈 교수팀이 비교적 쉽게 제조가 가능하면서, 매우 저렴한 철과 주석을 이용, 그린수소 생산용 나노 다차원 구조체 형상의 촉매 제조기술을 개발했다고 11일 밝혔다.

그린 수소는 생산 과정에서 물을 전기분해해서 만들기 때문에 탄소배출이 없어 탄소중립 시대에 가장 필요한 미래형 에너지 기술로 평가받고 있다.

하지만 물을 전기분해해 수소를 만들기 위해서는 가격이 비싼 백금(Pt), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir)과 같은 귀금속 촉매를 사용해 수소생산 단가가 비싸고, 생산설비의 내구성이 떨어졌다.

현재 우리가 사용하는 그레이 수소나 블루 수소는 원유 정제 시 발생하는 부생수소이거나, 천연가스 등을 고온 개질해 수소를 생산하는 방식으로 온실가스 감축과는 상반된다.

그간 신재생에너지 전기를 이용한 그린수소 생산은 제조단가가 비쌌지만, 새로 개발된 저렴하고 효율이 우수해 대량생산이 가능한 촉매 기술 개발로 돌파구를 제시했다는 데 의미가 크다.

실제 개발된 촉매(Fe0.33Sn0.67OSe(+,-))를 활용한 알카라인 전해조 셀은 매우 우수한 성능을 보였다. 기존의 상업용 백금-루테늄 촉매가 ~1.545 V @10 mA cm-2 셀전압을 보인 반면, 개발 촉매는 ~1.490 V (@ 10 mA cm-2)의 셀전압을 보여 귀금속보다 성능이 매우 우수했다.

내구성 측면에서도 기존 상용화된 제품에 비해 매우 뛰어난 안정성을 보여 조만간 상용화가 가능할 전망이다.

개발된 촉매는 연구팀에서 시작한 대학 실험실 벤처기업인 ‘아헤스 (AHES) (Advanced Hydrogen Energy Solution)’에서 실제 수전해 장치에 적용하여 고효율 수전해 장치를 제조할 예정이다.

한편, 본 연구는 과학기술정보통신부의 지역혁신선도연구사업(RLRC)과 교육부의 BK-21 Four사업의 지원을 받아 수행되었으며 나노융합공학과의 켐파나 하리쉬(박사과정), 응웬탄투안(박사후 연구원)등 의 협업연구로 이루어냈다.

또, 촉매 분야 상위 1% 이내의 세계 최고 학술지인 ‘어플라이드 캐탈리시스 비(Applied Catalysis B-Environmental)’(IF=19.503)의 최신호에 게재됐다.