▲ 백종범 유니스트 교수팀은 이재성, 정후영 교수와 공동으로 새로운 물 분해 촉매 `이리듐엣콘`을 개발했다. (사진 = 유니스트 제공)

국내 연구진이 친환경적이면서 동시에 효율적으로 수소를 생산할 수 있는 물 분해 촉매를 개발했다. 이 촉매제는 기존 촉매만큼 안정성을 유지하면서도 전기가 훨씬 적게 들어간다. 울산과학기술원(유니스트)은 에너지 및 화학공학부의 백종범 교수팀이 새로운 물 분해 촉매 `이리듐엣콘`을 개발해 우수한 성능을 검증했다고 26일 밝혔다.

이번 연구 제1저자는 유니스트 에너지 및 화학공학부의 자비드 마흐무드 연구교수와 모신 알리 라자 안줌 연구원이며, 교신저자로 정후영 교수와 이재성 교수도 참여했다. 수소는 산소와 반응해 전기를 만들고 물만 배출하는 청정 연료다. 또 연료를 태우는 연소 과정이 없어 이산화탄소 등 배출물이 없고, 미세먼지를 줄이는 역할도 한다.

백종범 교수는 "환경오염을 일으키지 않으면서 수소를 생산하고, 만들어진 수소의 수송 문제도 해결할 방법은 `물의 전기분해`"라며 "물 형태로 운반하고, 수소가 필요한 장소에서 전기로 분해해 수소를 생산하면 된다"고 강조했다. 백 교수팀은 지난해부터 루테늄(Ru) 기반의 촉매를 합성해 수소를 얻는 경제적인 방법을 제시해 왔다. 특히 루테늄 엣씨투엔은 기존에 보고된 수소발생 촉매 중 가장 낮은 과전압을 보였는데, 이번에 개발된 이리듐엣콘이 이 기록을 넘어섰다.

이리듐(Ir)은 이론적으로만 따지면 백금(Pt)보다 우수한 촉매다. 하지만 원소끼리 뭉치는 응집 현상이 나타나 제대로 성능을 발휘하지 못했다. 이번 연구에서 백 교수팀은 이리듐 입자의 응집을 막는 방법을 찾았고, 성능도 검증했다.

백 교수는 "누구도 실험으로 구현하지 못했던 이리듐의 수소 발생 성능을 창의적인 방법으로 접근해 실험적으로 규명한 최초 사례"라며 "이리듐엣콘은 현존하는 물 분해 족매 중에서 가장 낮은 에너지 손실률과 가장 높은 전류량 대비 성능을 보인다"고 밝혔다.

그는 또 "이번에 개발한 나노 입자의 응집을 막는 기술은 나노 재료과학 분야에 새로운 방향을 제시해 학문적으로나 기술적으로 잠재적 가치가 높다"고 전망했다. 허종학 기자