수소 연료 앞당길 효율 높은 나노 촉매 나왔다

2018.11.13 15:19
연구팀이 개발한 나노 촉매. - 사진제공 KBSI
연구팀이 개발한 나노 촉매. - 사진제공 KBSI

국내 연구팀이 환경오염 우려 없이 수소를 생산할 수 있는 나노입자 촉매를 개발하는 데 성공했다. 


한국기초과학지원연구원 오아람·백현석 선임연구원 연구진은 이광렬 고려대 교수, 주상훈 울산과학기술원(UNIST) 교수팀과 공동으로 물을 분해해 수소를 얻을 때 생산 효율을 높일 수 있는 새로운 전극 촉매를 개발했다고 13일 밝혔다. 

 

수소는 자연계에 존재하는 가장 가벼운 분자로, 수소차 등에서 전기를 진환경적으로 생산하기 위해 연료로 사용하는 물질이다. 대량으로 수소를 얻기 위해 액화천연가스를 변환해 수소를 만들거나 물을 분해하는 방법이 제안되고 있다. 하지만 아직 효율적인 수소 대량생산 기술이 없어 세계 많은 연구팀이 효율적인 촉매 기술을 연구중이다. 특히 물 전기분해할 경우 필수인 전극 촉매는 대부분 희귀한 금속을 사용해 가격이 높고, 내구성은 낮아 오래 사용하지 못하는 게 큰 단점이었디.

 

연구팀은 백금-니켈-루테늄을 합성한 물질을 새롭게 개발했다. 이는 기존에 사용되던 이리듐-백금 촉매보다 15배 촉매활성도를 높여 수소 생산률을 높였고, 10시간 이상 장기 이용해도 성능을 90% 유지하는 내구성도 확인했다. 기존에는 10시간 이용했을 때 성능이 초기의 40% 수준으로 떻어지는 약점이 있었다. 연구팀은 한국기초과학지원연구원 서울센터가 보유한 이중수차보정 투과전자현미경을 이용해 나노입자의 구조를 1조 분의 1m 단위인 피코미터 단위로 관찰하고 성분비를 분석해, 이 새로운 촉매의 특성을 밝혔다.

 

백현석 연구원은 “전자현미경의 성능을 더 개선해 하나의 원자가 나노 입자에서 어디에 위치하는지 확인해 복잡한 구조의 나노입자 형성 과정을 밝힐 계획”일고 말했다.  이번 연구는 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 10월 26일자에 발표했다.

 

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