물에서 더 많은 수소를 깨끗하고 저렴하게 얻을 수 있는 기술이 개발됐다.
부산대(총장 전호환)는 김용태 기계공학부 교수와 미국 아르곤국립연구소 네나드 마르코비치 박사가 주축이 된 국제공동연구팀(이하 김 교수팀)이 '고효율 수전해 애노드 전극'을 개발했다고 21일 밝혔다.
이 전극은 물을 전기분해해 수소를 생산하는 수전해 과정에서 전력 소비 효율을 극대화할 수 있는 최적의 전극 구조로 되어 있다.
수전해는 100%에 가까운 순수 수소를 만들고, 부산물로는 산소만을 배출하는 친환경 수소 분리 기술이다. 그러나 전극의 느린 반응 때문에 이론보다 훨씬 높은 전력을 소비, 고효율의 전극 개발이 시급했다.
특히 수소를 생산하는 캐소드(전자 방출 전극)보다 산소를 발생하는 애노드(산화 반응이 진행되는 전극)의 반응 속도가 훨씬 느려 애노드 전극의 효율 개선이 절실했다.
김 교수팀은 전기화학 탈합금 방식으로 3차원으로 연결된 나노 다공성 전극 구조를 제작하고, 이 구조가 전하 전달의 고속도로 역할을 수행하도록 만드는 방법으로 전극 반응 효율을 극대화했다.
이를 통해 전자 전도도가 고전류의 밀도 운전에서 핵심 인자로 작용한다는 사실을 세계 처음으로 규명했다. 전자 전도도는 기존의 전극 설계에서 중요하게 보지 않던 사항이다.
김용태 교수는 “관련 기술을 수소 전문 기업 엘켐텍에 이전, 현재 양산 체제를 구축하고 있다”면서 “수전해뿐만 아니라 수소 연료전지 등 인접 분야에도 직접 적용이 가능하다”고 설명했다.
부산=임동식기자 dslim@etnews.com
