"그린수소 만들 수전해장치에 귀금속 사용량 대폭저감 기술개발"

KIST 박현서·유성종 연구팀, 백금·이리듐 사용랑 10분의 1로 줄이는 부품 개발

이산화탄소 배출 없이 수소를 생산하는 수전해 장치 고분자 전해질막에 쓰이는 희귀금속 사용량을 10분의 1 수준으로 줄이는 기술이 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST)은 수소·연료전지연구센터 박현서, 유성종 책임연구원 연구팀이 고분자 전해질막 수전해 장치 전극 보호층에 쓰이는 귀금속인 백금과 이리듐 사용량을 대폭 줄이는 새로운 구조 부품을 개발했다고 18일 밝혔다.

고분자 전해질막 수전해 장치는 태양광 등 신재생에너지 전력으로 물을 분해해 수소와 산소를 생산하는 장치다.

이 장치에서 산소를 만드는 전극은 부식이 잘 되는 환경이라 금이나 백금을 전극 표면에 코팅해 보호층으로 쓰고, 위에 이리듐 촉매를 코팅해 귀금속을 다량 사용해 왔다.

연구팀은 산소 전극에 쓰이는 금과 백금을 값싼 질화철(Fe₂N)로 대체하기 위해 우선 전극에 산화철을 균일하게 코팅한 후 이를 질화철로 변화시키는 공정을 개발했다.

또 질화철 보호층 위에 25나노미터(㎚·10억분의 1m) 두께 이리듐 촉매를 균일하게 코팅하는 공정을 개발했다.

이는 기존 상용 수전해 장치 성능과 비슷하게 유지하면서도 이리듐 촉매 양은 기존 10% 수준으로 낮춘 것이라고 연구팀은 설명했다.

박 책임연구원은 "이리듐 촉매 사용량을 줄이고, 백금 보호층 대체 물질을 개발하는 것은 고분자 전해질막 그린수소 생산 장치의 경제성과 보급 확대를 위해 꼭 필요하다"며 "전극의 성능과 내구성을 추가로 관찰한 후, 이른 시일 안에 상용장치에 적용하게 될 것"이라고 말했다.

연구 결과는 국제학술지 '응용 촉매 B:환경' 최신 호에 실렸다.

/연합뉴스