NiCo-SAD를 이용한 수소 발생 공정도 개략도. IBS 제공
NiCo-SAD를 이용한 수소 발생 공정도 개략도. IBS 제공

[금강일보 심효준 기자] 기초과학연구원(IBS, 원장 노도영)은 나노구조물리 연구단 이효영 부연구단장 연구팀이 단일 원자 2개를 합성해 기존보다 4배 싼 단일 금속 원자 이합체 촉매를 개발했다고 22일 밝혔다.

이 촉매는 어떤 성질의 물에서도 수소 생산이 가능하고 기존 방식에 비해 장시간 작동이 가능하다는 것이 특징이다. 이는 친환경적인 방법으로 저렴하게 상업용 고순도 수소를 생산할 수 있어 수소 생산 방식에 새로운 방향성을 제시할 것으로 기대된다.

알칼리성에서의 수소 발생 반응 활동 그래프. IBS 제공
알칼리성에서의 수소 발생 반응 활동 그래프. IBS 제공

기존의 수전해 방식은 친환경적이지만 비싼 단가와 불안전성이 단점으로 꼽혔다. 연구진은 저렴한 전이 금속인 코발트와 니켈을 이용해 이합체를 구현하며 그 한계를 극복했다.

또한 단일원자 니켈-코발트 이합체 전기 촉매가 백금촉매와 비슷한 전압으로 수소 생산이 가능함을 발견했으며, 24시간 동안만 안정적인 기존의 백금 촉매에 비해 니켈-코발트 이합체는 구조의 변화 없이 50시간 동안 사용 가능한 것도 확인했다. 이는 고가의 백금 촉매를 대체하며 친환경적으로 수소를 생산하는 데 기여할 것으로 전망된다.

산성 매체에서의 수소 발생 반응 활동 그래프. IBS 제공
산성 매체에서의 수소 발생 반응 활동 그래프. IBS 제공

이 부연구단장은 이번 연구를 통해 “저렴한 고효율 수소 생산 전기분해 촉매를 개발해 이산화탄소 발생이 없는 친환경 소수 생산 경제에 한 발짝 더 다가서게 됐다”고 말했다.

 

심효준 수습기자 shj@ggilbo.com

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