류정기 교수팀, 수화젤 코팅으로 전극 표면 기포 털어내
물 전기분해 전극 표면에 수화젤을 코팅해 수소생산 효율을 높일 수 있는 기술이 개발됐다. 효과는 고가 귀금속 촉매에 버금가고 이산화탄소를 비롯한 온실가스와 기타 오염물질 없이 수소를 생산할 수 있는 그린수소 생산 기술이다.
울산과학기술원(UNIST·총장 이용훈)은 류정기 에너지화학공학과 교수팀이 전극에 수화젤을 코팅해 물 전기분해 성능을 높일 수 있는 기술을 개발했다고 8일 밝혔다.
물 전기분해는 물(전해질)에 담긴 전극에 전류를 흘려 물을 산소와 수소로 분해한다. 이때 나온 수소와 산소가 전극 표면에 달라붙어 기포가 되는 현상을 제때 제거하지 못하면 전극에 과부하가 걸리고 분해 반응이 더뎌진다. 액체 반응물이 기포에 가로막혀 전극 표면에 제때 공급되지 못하기 때문이다.
류 교수팀은 전극에 수화젤을 코팅하는 방법으로 이를 해결했다.
수화젤은 물을 잘 빨아들여 기저귀, 소프트렌즈 재료 등으로 쓰이는 물질이다. 이 물질을 전극에 코팅하자 기체보다 물을 훨씬 더 좋아하는 성질 덕분에 기체를 밀어냈다.
수화젤을 다공성 전극에 코팅해 물을 전기 분해한 결과 코팅하지 않은 경우보다 고전압에서 150% 증가한 수소 생산 능력을 나타냈다. 또 상용 촉매 가운데 가장 뛰어난 성능을 지닌 것으로 알려진 루테늄에 버금가는 생산 효율을 보였다.
기존에 사용해온 전극의 표면 나노구조를 변형하거나 초음파 같은 외력으로 기포를 털어내는 방식보다 간단하고 저렴하다.
류정기 교수는 “전극에 수화젤을 코팅하는 것만으로 귀금속 촉매를 사용하는 것과 동일한 분해 반응 활성화 효과를 거뒀다”며 “기존 방식보다 간단하고 저렴해 그린수소 생산 기술 상용화에 도움이 될 것”이라 말했다.
이번 연구성과는 '어드밴스드 에너지 머터리얼즈' 표지논문으로 선정돼 8월 5일 자로 출판됐다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
