국내 연구진이 수전해 공정의 핵심 병목인 산소 발생 반응(OER)을 대체하는 기술을 소개했다.
한국재료연구원(KIMS) 에너지・환경재료연구본부 수소전지재료연구센터 양주찬 박사 연구팀은 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 장지욱, 임한권, 이호식 교수 연구팀과 공동으로 바이오디젤 부산물인 글리세롤(Glycerol)을 활용해 수소와 고부가가치 화학물질을 동시에 생산할 수 있는 고효율 전기화학 시스템을 개발했다. 

기존 수전해 방식은 물을 전기로 분해하는 과정에서 양극에서 필수적으로 동반되는 산소 발생 반응이 에너지를 많이 요구하고 반응 속도도 느려 전체 공정 효율을 떨어뜨리고 경제성까지 낮추는 한계가 있었다.
연구팀은 물 대신 바이오디젤 생산 과정에서 대량으로 발생하는 저가 부산물 글리세롤을 활용하고 산화 반응(GOR: Glycerol Oxidation Reaction)을 양극에 적용한 음이온 교환막 수전해 시스템을 개발했다. 
글리세롤을 활용하면 기존 대비 더 적은 에너지로 반응을 유도할 수 있으며 구리-코발트 기반 비귀금속 촉매를 적용해 고가의 귀금속 없이도 높은 반응 활성과 안정성을 확보해 1.31V의 상대적으로 낮은 전압에서도 평방센티미터당 110mA의 높은 전류밀도를 구현했다. 
수소 생산 뿐만 아니라 포름산염(Formate)과 같은 화학 원료도 함께 만들어낼 수 있다. 에너지와 화학소재를 동시에 생산하는 복합 공정으로 확장한 것이다. 
연구팀은 생성되는 물질의 약 96%를 원하는 화학물질로 전환했으며 79평방미터 대면적 전해 셀에서도 안정적인 성능을 확인해 실험실 단계를 넘어 실제 산업 공정 적용 가능성까지 입증했다.
양주찬 KIMS 책임연구원은 “저렴한 비귀금속 촉매를 대량으로 합성하고 실제 상용화 가능한 수준의 대용량 전해조 시스템에 적용해 성능을 입증했다”고 연구 성과를 설명했으며, 장지욱 UNIST 교수는 “글리세롤과 같은 바이오 부산물을 고부가가치 화합물로 전환하는 기술은 탄소 중립 달성과 수소 경제 활성화를 동시에 앞당길 수 있는 핵심 전략이 될 것”이라고 강조했다.
연구 결과는 에너지 분야 세계적 권위 학술지인 줄(Joule)에 2026년 3월18일자로 온라인 게재됐다.