재료연구소가 한국형 그린수소 생산 핵심 과제인 '음이온 교환막 수전해 소재-부품-시스템 전주기 통합 기술'을 개발했다. 친환경 그린수소를 일반 가정에서 안전하게 생산할 수 있는 기술이다.
재료연구소(KIMS·소장 이정환)는 최승목 표면기술연구본부 에너지융합소재연구센터 연구팀이 수전해 성능과 내구성을 동시에 높일 수 있는 '촉매 일체형 전극'을 세계 처음으로 개발했다고 25일 밝혔다. 한국형 그린수소 생산모델 '음이온 교환막 수전해 소재-부품-시스템 전주기 통합 기술' 완성의 전단계다.
청정 그린수소 생산에 적합한 수전해 기술 가운데 '음이온 교환막 수전해'는 비귀금속 촉매를 사용해 고순도 수소를 저가로 안전하게 생산할 수 있다.
하지만 복잡한 전극화 공정은 전체 시스템 운용과 수소 생산 비용 증가의 주요 원인이다.
연구팀은 기능성 표면처리에 형상제어도 가능한 원스텝 촉매전극 직접성장 기술을 개발하고, 촉매 활성과 내구성을 동시에 높일 수 있는 촉매 일체형 전극 개발에 적용해 이 문제를 해결했다.
자체 신규 도금 방법으로 직접성장한 촉매층에 고기능성 표면처리를 해 전도도를 개선했다. 3차원 형상제어로 물질 전달저항을 낮췄다.
연구팀은 개발 기술을 실제 음이온 교환막 수전해 시스템에 적용하기 위해 실증 연구를 진행하고 있다.
이규환 재료연구소 부소장은 “전극 제작공정을 단순화해 활성과 내구성을 동시에 향상시킬 수 있는 수전해용 촉매 일체형 비귀금속 전극 제작이 가능해졌다”며 “소재-부품-시스템 전주기 통합 기술을 완성해 국내외 그린수소 생태계 조기 정착에 기여할 것”이라고 말했다.
이 연구는 재료연구소 자체연구사업, 한국에너지기술평가원 신재생에너지융합원천기술개발사업 지원을 받았다.
창원=임동식기자 dslim@etnews.com
