바닷물로 그린수소 생산한다
바닷물로 그린수소 생산한다
  • 홍시현 기자
  • 승인 2021.03.15
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한국재료연구원, 음이온 교환막 해수 수전해 기술 개발
음이온 교환막 해수 수전해 기술 개요.
음이온 교환막 해수 수전해 기술 개요.

[투데이에너지 홍시현 기자] 해수를 활용해 그린수소를 직접 생산해 수소 생산단가를 획기적으로 줄일 수 있는 ‘음이온 교환막 해수 수전해 기술’을 국내 최초로 개발했다.

과학기술정보통신부 산하 정부출연연구기관인 한국재료연구원(원장 이정환, 이하 KIMS) 에너지전자재료연구실 최승목, 이지훈 박사 연구팀은 해수 수전해의 핵심인 ‘고선택적 산소발생반응 제어기술’과 ‘염소발생반응 억제기술’을 개발해 지구상에서 가장 풍부한 바닷물을 전기분해해 고순도의 수소를 생산하는데 성공했다.

그린수소 생산에 적합한 수전해 기술 중 ‘음이온 교환막 수전해’는 저렴한 비 귀금속 촉매를 이용해 고순도의 수소를 저가로 안전하게 생산하는 기술이다. 하지만 수소 생산을 위해서는 반드시 정제수(초순수)를 사용해야만 하기 때문에 수소 생산단가 증가는 물론 수전해 저변확대를 저해하는 원인이 돼 왔다. 

연구팀은 니켈(Ni)이 도핑된 고선택성 2차원 나노시트 형상의 수산화철(FeOOH) 촉매를 전극 표면에 바로 형성시켜 촉매 일체형 전극을 개발했다. 이를 통해 산소발생반응 과전압과 물질전달저항을 감소시켰고 이 전극을 음이온 교환막 수전해에 적용 및 최적화시켜 염소발생반응을 억제함으로써 높은 수소 발생 효율을 확보할 수 있었다.

연구책임자인 최승목 책임연구원은 “비귀금속 기반 음이온 교환막 해수 수전해 기술을 통해 바닷물로 고순도의 수소를 저렴하게 생산할 수 있는 길을 열었다”라며 “특히 해양재생에너지인 해상풍력과 연계해 그린수소를 생산하게 된다면 해상에서 수소를 수소선박에 바로 충전할 수 있는 새로운 비즈니스 모델을 창출할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

한편 연구팀은 현재 본 연구결과를 음이온 교환막 해수 수전해시스템에 적용하는 실증 연구를 진행 중에 있다.


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