그린수소 생산 비용 낮출 차세대 핵심기술 개발

KIST·한양대 연구팀, 고성능 음이온교환막 수전해 성공

국내 연구진이 재생에너지를 이용해 물을 전기분해해 수소를 뽑아내는 '그린 수소 생산'의 비용을 획기적으로 낮출 차세대 기술을 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST)은 수소·연료전지연구센터 이소영 박사팀과 한양대학교 에너지공학과 이영무 석좌교수팀이 공동연구를 통해 음이온교환막 수전해용 막전극접합체(MEA)를 개발했다고 30일 밝혔다.

수전해란 물을 전기분해해 수소를 생산하는 방법을 가리킨다.

지금까지는 그린 수소 생산을 위해 양이온막교환막 수전해 기술을 주로 사용했는데, 이는 고가의 귀금속계 촉매 및 과불화탄소계 양이온교환막을 사용해 시스템 제조 비용이 높다는 문제가 있었다.

이를 대체할 음이온교환막 수전해 기술은 비귀금속 촉매를 쓰고 수전해 셀을 구성하는 분리판 소재 등을 티타늄 대신 철로 대체해 제조비용을 낮췄으나, 여전히 성능과 내구성 문제로 상업적으로 활용되지 못했다.

연구진은 구조 내 비표면적을 증대시켜 높은 이온 전도성과 알칼리 내구성을 갖는 소재를 개발하고, 이를 기반으로 막전극접합체를 개발했다.

개발한 소재는 1천시간 이상 작동하는 내구성과 함께 세계 최고의 전지 성능을 보였다고 한국과학기술연구원은 설명했다.

이는 음이온교환막 수전해의 한계로 지적된 핵심소재 성능과 내구성을 극복하고, 양이온교환막 수전해 기술을 대체할 수 있는 수준으로 국내 기술을 끌어올린 결과라고 KIST는 설명했다.

연구를 주도한 이소영 박사는 "기존 수전해 기술의 한계를 뛰어넘는 원천 소재 및 고효율화 기술을 개발함으로써 그린 수소 생산비용을 획기적으로 낮출 수 있는 수전해 기술 세대교체의 발판을 마련한 것"이라고 밝혔다.

이번 연구 결과는 에너지 환경과학 분야 권위지인 '에너지와 환경과학'(Energy & Environmental Science) 최신호에 게재됐다.

/연합뉴스