KAIST, 친환경 수소 생산 전극 개발
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KAIST, 친환경 수소 생산 전극 개발
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  • 승인 2020.09.15 17:19
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기존 이리듐 촉매 대비 성능내구성 2배 이상 향상
담지촉매의 투과 현미경(TEM) 이미지와 에너지 분산형 분광분석(EDS) 이미지. 사진=KAIST 제공
담지촉매의 투과 현미경(TEM) 이미지와 에너지 분산형 분광분석(EDS) 이미지. 사진=KAIST 제공

KAIST 신소재공학과 조은애 교수 연구팀이 촉매로 사용되는 귀금속 사용량을 50% 저감한 수전해 전극을 개발했다.

15일 연구팀에 따르면 수전해는 물을 전기분해해 수소를 생산하는 장치다. 생산과정에서 이산화탄소를 배출하지 않는 친환경 그린 수소 생산 기술이나 매장량이 백금의 10분의 1에 불과한 귀금속인 이리듐을 촉매로 사용하기 때문에 수소 생산단가가 높다는 단점이 있다.

이에 따라 조은애 교수팀이 개발한 기술을 사용하면 이리듐 사용량을 절반으로 줄일 수 있어 그린 수소 생산단가를 크게 낮출 수 있을 것으로 기대가 크다.

수전해는 수소 경제 구현을 위한 핵심 기술 중 하나다.

연구팀은 티타늄과 몰리브데넘 산화물 담지체를 개발해, 이리듐 나노 입자의 분산도를 높여 기존 사용되고 있는 이리듐 촉매와 대비해 성능과 내구성을 2배 이상 높이는 데 성공했다.

연구팀 관계자는 "이리듐과 산화물 담지체 사이의 전자이동으로 인해 이리듐의 전자구조가 산소 발생 반응에 최적화돼 있어 성능과 내구성이 크게 향상됐다ˮ고 설명했다.

조은애 교수는 "이리듐 사용량을 50%나 줄였음에도 불구하고 상용 촉매와 동일한 성능을 보여줬다는데 큰 의미가 있다ˮ며 "앞으로도 그린 수소 생산 실용화를 위해 고활성·고내구성 전극 촉매개발을 위한 연구를 이어갈 계획ˮ이라고 포부를 밝혔다.

한편, 이번 연구결과는 촉매 분야 국제 학술지인 `어플라이드 카탈리시스 B: 인바이러멘탈' 8월25일 字 온라인판에 게재됐다.
 


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