물에서 친환경적으로 수소를 생산하기 위한 물분해 촉매 관련 특허 출원이 급증하고 있다.
정부는 2019년 1월 수소경제 활성화 로드맵을 발표하고 세부과제로 수전해, 해외생산 및 수입을 통한 그린수소 생산량을 2018년 13만톤에서 2040년 526만톤으로 확대하는 목표를 설정한 바 있다.
지속적‧체계적인 수소경제를 구축하기 위해서는 안정적인 수소 조달이 필요하나 현재는 90% 이상을 석유나 천연가스로부터 수증기 개질해 제조하고 있어 이산화탄소(CO2) 등이 필연적으로 발생하는 문제점이 있다.
따라서 환경친화적으로 수소를 생산할 수 있는 물분해 수소 생산기술에 대한 중요성이 높아지고 있다.
다만, 물을 분해해 수소를 생산하기 위해서는 상당한 에너지가 필요하며 적은 에너지로도 연속적으로 물을 분해하기 위한 촉매의 역할이 중요한 것으로 판단된다.
특허청에 따르면, 물분해 촉매 관련 기술은 현재까지 총 70건이 출원됐고, 특히 2019년에만 전년대비 350% 급증한 것으로 나타났다.
출원된 특허는 국내 출원인의 비중이 94.3%였고, 한국과학기술연구원(KIST)이나 한국화학연구원(KRICT) 등 국책 연구소와 포스텍이나 서울대 등 국내대학이 전체 86%(57건)를 차지했다.
빛에너지로 물이 분해돼 수소를 생산하는 광촉매 관련 기술은 전체 출원의 51%(36건)에 달했고, 물의 전기분해로 수소를 생산하는 수전해용 촉매에 관한 기술은 40%(28건)를 차지했다.
유기물, 금속황화물, 복합금속 성분 등 새로운 광촉매 물질을 개발하는 기술 및 백금족을 대체하는 수분해 신규촉매를 개발하는 쪽으로 특허출원이 집중되고 있다.
2014년 이전에는 광촉매에 관한 출원이 주를 이루었으나 이후 수전해용 촉매에 관한 출원이 늘어나기 시작해 2019년에는 10건으로 크게 증가했다.
태양광 등 대체에너지로부터 전기를 공급받아 수전해 방식 등으로 그린수소 생산을 하는 연구개발(R&D)이 활발히 진행된 영향으로 파악된다.
원종혁 특허청 환경기술심사팀장은 “지속가능한 수소 생태계를 구축하기 위해 물을 분해해 수소를 생산하는 기술이 환경과 경제성을 모두 잡는 필수기술로 각광을 받을 것”이라며 “글로벌 수소경제의 우위를 선점하기 위해 선제적인 물분해 촉매 분야 핵심특허 확보가 중요하다”고 강조했다. (K)