울산과학기술원(UNIST) 에너지및화학공학부 박혜성, 김건태, 곽상규 교수 공동연구팀은 전이금속칼로겐화합물과 페로브스카이트산화물을 결합해 수소와 산소로 쉽게 생산할 수 있는 수전해 촉매를 개발했다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 12일자에 실렸다.
수전해 기술은 물에 전기를 흘려 수소와 산소로 분해하는 것으로 물 분해 반응을 돕는 촉매가 필요하다. 기존에는 백금이나 이리듐 같은 귀금속으로 만든 촉매를 사용하기 때문에 가격이 비싸고 안정성도 낮아 상용화가 쉽지 않았다.
연구팀은 몰리브덴다이셀레나이드라는 전이금속칼로겐화합물과 란탄스트론튬코발트산화물이라는 페로브스카이트산화물을 용기에 넣고 쇠구술을 굴리는 간단한 방법으로 저렴하게 촉매를 사용했다. 귀금속 촉매는 수소와 산소발생 중 하나만 가능했지만 이번에 개발한 촉매는 수소와 산소발생 모두 가능하다는 장점이 있다.
특히 가로, 세로 각각 1㎝ 면적에 100㎃(밀리암페어)의 전류를 흘려도 전극 손상없이 1000시간 이상 안정적으로 작동하는 것이 확인됐다. 기존 촉매들은 같은 면적에 50㎃의 전류만 흘러도 전극이 금새 손상됐다.
김건태 교수는 “수전해 촉매를 상용화 하기 위해서는 간단하게 합성하고 대량생산을 하고 재현할 수 있으며 저비용, 고성능, 고안정성이라는 다양한 특징을 수반행 하는데 이번에 개발한 촉매는 이런 조건을 만족시킬 것”이라며 “이번 연구에서 개발한 촉매설계 방법은 다양한 화합물을 이용할 수 있기 때문에 잠재력이 풍부하다”고 설명했다.
유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
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