조은애 KAIST 연구팀, 생산단가 절반으로 낮추는 친환경 수전해 전극 개발

▲조은애 KAIST 신소재공학과 교수 (사진제공=KAIST)

KAIST는 조은애 신소재공학과 교수의 에너지 변환 및 저장재료 연구팀이 촉매로 사용되는 귀금속 사용량을 50% 줄인 수전해 전극을 개발했다고 15일 밝혔다.

수전해는 물을 전기 분해해 수소를 생산하는 장치다. 수소 생산 과정에서 이산화탄소를 배출하지 않는 친환경 그린 수소 생산 기술이다. 매장량이 백금의 10분의 1에 불과한 귀금속인 이리듐을 촉매로 사용해 생산단가가 높다는 단점이 있었다.

조은애 교수 연구팀이 개발한 기술 사용한다면 이리듐 사용량을 절반으로 줄일 수 있어 그린 수소 생산 단가를 크게 낮출 수 있을 것으로 기대되고 있다.

조 교수 연구팀은 티타늄과 몰리브데넘 산화물 담지체를 개발, 이리듐 나노 입자의 분산도를 높였다. 기존 이리듐 촉매 대비 성능과 내구성을 2배 이상 향상하는 데 성공했다.

▲상용 이리듐 촉매와 이리듐 사용량을 절반으로 줄인 Ir／TiO₂-MoOx 촉매의 수전해 성능 (사진제공=KAIST)

조은애 교수는 “기존에 개발된 대부분의 수전해 촉매들이 실제 시스템에서는 성능을 제대로 구현하지 못하는데 이번 연구에서 개발한 촉매를 사용해 실제 수전해 시스템을 제작한 결과 이리듐 사용량을 50%나 줄였는데도 상용 촉매와 동일한 성능을 보여줬다”며 “앞으로도 그린 수소 생산 실용화를 위해 고활성‧고내구성 전극 촉매 개발을 위한 연구를 이어갈 계획”이라고 말했다.

한편 조 교수 연구팀이 수행한 이번 연구는 한국연구재단의 수소에너지혁신기술개발사업과 미래소재 디스커버리 사업, 산업통상자원부와 한국산업기술진흥원의 수소연료전지차 부품실용화 및 산업기반육성사업의 지원을 받아 이뤄졌다.