화학뉴스

국내 연구진이 나노갭으로 수소를 감지하는 센서를 개발했다.
대구경북과학기술원(DGIST) 나노융합연구부 김정민 박사팀과 연세대 이우영 교수팀은 팔라듐 금속의 미세한 틈인 나노갭으로 수소에 노출되는 순간 바로 감지가 이루어질 뿐만 아니라 누출된 수소 가스 농도에 대한 정량 분석이 가능한 기술을 개발하는데 성공했다.
최근 수소 에너지에 대한 관심이 증가하는 가운데 고인화성, 폭발성을 갖는 수소 가스에 대한 불안감도 높아져 수소 가스를 빠르게 감지할 수 있는 센서 개발이 주목받고 있다.
기존 팔라듐 금속 기반 센서는 산화팔라듐 입자가 수소와 만나 팔라듐 입자로 환원되며 일어나는 전도성의 차이를 통해 수소 누출을 감지하므로 누출 농도를 정확히 측정하는데 한계가 있었다.
반면, 연구팀의 팔라듐 나노갭 기반 수소 감지기술은 누출된 수소 가스에 따른 팔라듐 금속의 팽창으로 나노갭을 메우고 전기가 흐르며 누출을 탐지하는 원리로 작동해 누출되는 수소 가스 농도에 비례해 흐르는 전류가 더 많아지는 특성을 활용함으로써 누출과 관련해 정량적인 분석이 용이한 것으로 파악되고 있다.
제작 단가가 높던 기존 센서와 달리 연구팀이 제안한 센서는 단가가 낮고 유연한 소재로 된 기판(PDMS)에 팔라듐 금속을 입히는 방식으로 제작 공정이 용이한 점도 특징이다.
김정민 박사는 “효율적이고도 정확한 신개념 수소 감지 센서를 대량 생산하기 위한 방법을 제시한다는 점에서 의미가 있는 연구”라고 강조했다.
연구 결과는 2021년 11월22일 신소재 과학 분야 국제학술지 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)에 온라인으로 실리고 권두 표지 논문으로 채택됐다. (K)