“낮은 온도에서도 효율적으로 수소 저장”

2016.07.13 18:00
손준우 포항공대 신소재공학과 교수팀이 개발한 신소재. 백금 나노입자와 결합시킨 터널 격자 구조의 바나디움 산화물(VO2) 박막에 수소가 단위 격자당 2개씩 달라 붙을 수 있다. - 네이처 머티리얼스 제공
손준우 포항공대 신소재공학과 교수팀이 개발한 신소재. 백금 나노입자와 결합시킨 터널 격자 구조의 바나디움 산화물(VO2) 박막에 수소가 단위 격자당 2개씩 달라 붙을 수 있다. - 네이처 머티리얼스 제공

 

국내 연구진이 청정 에너지원으로 꼽히는 수소를 효율적이고 안정적으로 저장할 수 있는 새로운 수소 저장 소재를 개발했다.

 

손준우 포항공대 신소재공학과 교수팀은 바나디움 산화물(VO2)을 활용해 수소 저장 소재, 절연체 등으로 쓸 수 있는 신소재(HVO2)를 개발했다고 13일 밝혔다.

 

수소는 우주에 존재하는 가장 많은 원소이자, 수소자동차 등에 활용 가능한 친환경 미래 에너지원으로 주목받고 있다. 그러나 기체 상태일 경우 상대적으로 부피를 많이 차지해 다른 연료에 비해 에너지 밀도가 낮다는 단점이 있다. 또 수소를 저장하기 위해서는 고온 환경이 필요하다.

 

이에 연구진은 백금 나노입자와 결합시킨 터널 격자 구조의 바나디움 산화물 박막을 만들어 단위 격자당 최대 2개의 수소 원자를 자유자재로 흡착하거나 탈착한다는 사실을 확인했다. 

 

이 소재는 기존의 금속 수소 저장 소재에 비해 상대적으로 낮은 온도인 120도에서도 수소의 흡착과 탈착이 가능하다는 장점을 가졌다. 더 안정적인 상태로 수소를 저장할 수 있는 셈이다.

 

이 소재에 수소를 최대로 저장할 경우 단위 부피 용량은 51.97g/L으로, 기존에 알려진 금속 수소저장 소재와 비슷한 수준인 것으로 확인됐다. 또 수소를 과량 채우면 전자 간 상호작용에 의해 저항이 커지면서 전기가 통하지 않는 특성이 있어 절연체로도 활용이 가능하다.

 

손 교수는 “이 소재는 수소를 다량 함유하고 있어 상태 변화만 잘 조절하면 수소 저장 소재나 나노 이온 소자로 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

 

연구 결과는 ‘네이처’ 자매지 ‘네이처 머티리얼스’ 11일자에 실렸다.

 

 

 

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