KIST, 값싸고 오래가는 수소 생산 촉매 개발
KIST, 값싸고 오래가는 수소 생산 촉매 개발
  • 송명규 기자
  • 승인 2020.09.21
  • 댓글 0
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수소 생산 경제성 확보 기대
티타늄 도핑된 인화 몰리브덴 촉매 합성 방법(a)과 합성된 촉매의 구조와 티타늄 도핑 사이트 분석결과(b).
티타늄 도핑된 인화 몰리브덴 촉매 합성 방법(a)과 합성된 촉매의 구조와 티타늄 도핑 사이트 분석결과(b).

[투데이에너지 송명규 기자] 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 수소연료전지연구단 유성종 박사팀이 백금을 사용하지 않고 수소 생산 효율을 향상시키고 비백금촉매의 한계였던 내구성 문제를 극복해 장기적 안정성을 확보한 전이금속 소재의 촉매를 개발했다고 밝혔다.

유성종 박사팀은 저가의 전이금속인 인화 몰리브덴(MoP)에 스프레이 열분해(spray pyrolysis) 공정을 통해 소량의 티타늄을 주입했다. 몰리브덴은 값이 싸고 비교적 다루기 쉬워 에너지전환 및 저장장치의 촉매 재료로 사용되고 있지만 산화에 취약해 쉽게 부식되는 게 단점이었다.

KIST 연구팀이 개발한 촉매는 합성 과정에서 각 재료의 전자구조가 완전히 재구성되며 수소발생반응의 활성도가 백금계 촉매와 동등한 수준을 보이는 것으로 확인됐다. 특히 전자구조의 재구성에 따라 전이금속계 소재의 고질적인 한계로 지적되던 높은 부식성을 개선해 기존 촉매대비 내구성이 26배 향상되면서 비백금계 촉매의 상용화 시기를 크게 앞당길 것으로 보인다.

유성종 KIST 박사는 “이번 연구는 전이금속계 촉매 기반 수전해 장치의 최대 제약이었던 안정성을 향상한 것에 의의를 찾을 수 있다”라며 “전이금속계 촉매의 수소생산 효율을 백금 촉매 수준으로 끌어올림과 동시에 안정성을 동시에 향상시킨 이번 연구가 친환경 수소에너지 생산 기술의 상용화를 한 발 더 앞당기는 데 기여하기를 바란다”고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)의 지원을 받아 KIST 주요사업과 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업, 글로벌프론티어 멀티스케일에너지시스템 연구사업으로 수행됐다. 이번 연구는 에너지 및 나노분야의 국제 학술지인 ‘Nano energy(IF: 16.602, JCR분야 상위 4.299%)’ 최신호에 게재됐다.


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