화학뉴스

국내 연구진이 고온 수전해에 활용할 수 있는 나노촉매를 개발했다.
윤경중 한국과학기술연구원(KIST) 에너지소재연구센터 책임연구원 연구팀은 섭씨 600도 이상 고온에서 오랜 시간 높은 전류 밀도를 유지하는 고온 수전해용 나노촉매를 개발했다.
수전해는 100도 이하 저온 수전해와 600도 이상 고온 수전해로 구분되며 저온 방식이 장치 안정성과 소재 개발 측면에서 유리하나 고온 방식이 물 분해에 사용하는 에너지가 적어 생산비용이 저렴해 미래기술로 주목받고 있다.
하지만, 수전해 성능을 높이는데 필요한 나노소재 촉매는 작동 온도가 높으면 열화현상이 빠르게 일어나는 문제가 있어 상용화가 어려웠다.
이에 연구팀은 페로브스카이트(Perovskite) 나노촉매를 고온에서 사용할 때 구조 변형을 일으키는 화합물 생성을 막는 기술을 개발했다.
페로브스카이트는 4면체나 8면체 또는 입방체 결정구조를 가지는 물질로 촉매로 주로 쓰인다.
연구팀은 촉매의 특성 변화 과정을 분석해 스트론튬(Strontium) 탄산염, 코발트 산화물 등이 불순물로 존재해 빠르게 구조 변형을 일으켜 전지 열화를 발생시킨다는 사실을 밝혀내고 문제가 되는 물질들을 제거한 나노촉매를 개발했다.
촉매는 650도 고온에서 수소 생산량을 2배 이상 늘려도 400시간 이상 성능이 떨어지지 않았다.
윤경중 책임연구원은 “생산성과 내구성이라는 두마리 토끼를 잡은 것으로 앞으로 청정 그린수소가 그레이수소에 대한 가격 경쟁력을 가질 수 있을 것”이라며 “상용화를 위해 고온 수전해 셀 생산기업과 협력해 양산용 자동화 공정 기술을 개발할 계획”이라고 강조했다. (윤)