DGIST 연구팀…나노와이어 구조의 황화니켈코발트 촉매 기술 개발

DGIST 연구팀이 백금과 같은 귀금속 대신 니켈코발트 화합물을 촉매로 사용해 수소를 생산하는 기술을 개발했다.

DGIST 에너지시스템공학전공 샹가라주 샨무감 교수 연구팀은 나노와이어 구조의 황화니켈코발트(NiCo2S4) 촉매 기술을 개발했다고 28일 밝혔다.

수소는 세계 에너지 수요를 충족시킬 수 있는 미래 친환경 에너지로 각국에서 다양한 생산 방법을 연구하고 있다.

최근 물을 전기 분해해 생산하는 방법이 주목을 끌고 있으나 많은 전기가 필요하고 백금 등 귀금속을 촉매로 사용할 때 드는 비용 문제로 대량 생산이 어려웠다.

샨무감 교수 연구팀은 백금보다 저렴한 니켈코발트 화합물을 촉매로 제작해 산소(양극)와 수소(음극) 발생 반응을 실험했다.

연구팀이 개발한 3차원 그물망 니켈 폼 위에 형성된 황화니켈코발트 촉매는 10㎃/㎝2의 수소 생산 전류밀도에서 낮은 과전압(산소 260㎷, 수소 210㎷)으로 반응을 일으켜 높은 효율성을 증명했다.

또 집전 전극인 니켈 폼 위에서 나노와이어 구조의 촉매가 바로 만들어져 전극과 전해질 인터페이스에서 효율적인 전기화학적 반응을 일으킨다는 사실을 규명했다.

특히 양극과 음극에서 모두 반응성이 높은 촉매임을 밝혔다.

샨무감 교수는 "물을 전기분해할 때 필요한 귀금속 촉매를 대체할 효율적이고 안정적인 소재를 개발했다는 점에서 의미가 있다"며 "태양전지를 이용한 전기화학적 물 분해 장치에 황화니켈코발트 촉매를 활용해 수소 상용화를 앞당길 것으로 기대한다"고 말했다.

연구결과는 재료과학 분야 세계적 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈' 4월 9일 자 온라인판에 실렸다.

(대구연합뉴스) 이재혁 기자 yij@yna.co.kr