2025.04.12 (토)

  • 흐림동두천 6.8℃
  • 흐림강릉 14.7℃
  • 서울 7.3℃
  • 대전 13.8℃
  • 대구 11.7℃
  • 울산 12.3℃
  • 광주 13.6℃
  • 부산 12.7℃
  • 흐림고창 9.2℃
  • 제주 18.8℃
  • 흐림강화 4.7℃
  • 흐림보은 11.0℃
  • 흐림금산 13.6℃
  • 흐림강진군 14.8℃
  • 흐림경주시 11.8℃
  • 흐림거제 12.9℃
기상청 제공
검색창 열기

초순수 전해 그린수소 생산을 위한 촉매 개발 성공!

- UNIST(울산 권영국 교수, 값싼 비귀금속 기반 고성능 초순수 수전해 촉매 개발
- 니켈 질화물로 성능향상 유도… Advanced Energy Materials 표지 논문 선정

 

ESG 데일리 김용태 기자 |  화석연료 시대를 넘어, 수소경제의 실현이 한 발자국 다가왔다. 가격 경제성을 지닌 수소 생산을 위한 수전해 기술에 필수적인 비귀금속 기반 고성능 산소발생촉매 개발이 이루어졌기 때문이다.

 

UNIST(총장 이용훈) 에너지화학공학과 권영국 교수팀은 니켈 질화물을 도입한 바나듐-니켈-철기반 촉매를 개발했다고 밝혔으며, 이 촉매는 알칼라인 조건에서 실질적으로 상업화에 필요한 전류밀도의 두 배인 전류밀도 1 A/cm2를 낮은 과전압( 270 mV)에서 도달했고, 안정성 실험에서는 1,000시간 동안 손상 없이 안정적으로 구동되는 것을 확인했다.

 

 음이온 교환막 수전해 시스템의 초순수 환경에서는 전체 셀 전압 1.85 V에서 전류밀도 685 mA/cm2를 나타내어 뛰어난 성능을 보였으며, 이는 귀금속 촉매 기반 음이온 교환막 수전해 성능(전체 셀전압 1.85 V 전류밀도 355 mA/cm2) 대비 약 두 배가량 높은 수치를 보인다.


기존의 수전해 기술 대비 수소 경제성을 높이기 위해 개발된 시스템이 바로 음이온 교환막 수전해 시스템이고, 아직 연구단계에 머물러있으며 특히, BOP(Balance of Plant)의 내구성을 높이기 위해서는 초순수를 이용한 수전해 기술이 발전돼야 한다.

 

초순수전해의 경우 산성 혹은 알칼리인 수전해보다 추가적인 에너지가 필요해 적합한 촉매를 개발하는 것은 더욱 필요해 졌다.

 

수전해 기술은 미래의 에너지 운반체인 그린수소를 생산하는 대표적인 기술이고, 여기서 핵심은 생산된 그린수소의 가격이다.

 

연구팀은 전기도금과 질화공정을 통해 바나듐-니켈-철 옥시수산화물 표면에 니켈 질화물을 성장시켜 비귀금속 기반 고성능 산소발생촉매를 제조했으며, 니켈-철 옥시수산화물은 대표적인 산소발생촉매임에도 불구하고 전기전도성이 낮다는 단점이 있고, 이를 보완하기 위해 바나듐을 도핑시키고 니켈 질화물을 표면에 성장시켜 전기전도도를 향상시킴과 동시에 활성점을 안정화시켜 성능과 장기 안정성을 확보했다.

 

향상된 전기전도도는 촉매와 전해질 사이의 계면에서 전자전달속도를 가속화시켜 뛰어난 반응속도를 보여줬으며. 개발된 촉매는 알칼라인 환경뿐만 아니라 초순수를 흘려주는 음이온 교환막 수전해 시스템에서 우수한 성능을 보였다.
 

권영국 교수는 “촉매의 기본 요소인 성능과 안정성을 동시에 확보하는 것은 수전해 기술의 상업화에 필수적이다”며 “촉매 개발에 있어 기존 촉매의 단점을 잘 이해하고 이를 해결하기 위한 노력으로 수소경제 실현에 이바지하겠다”고 말했다.
 

제 1저자인 Pandiarajan Thangavel 박사는 “기존의 니켈-철기반의 촉매는 전기전도성이 낮고 수전해 환경에서 촉매의 안정성 확보가 시급했다”며 “이종원소의 도핑과 추가적인 질화공정을 통해 단점을 보완하여, 비귀금속기반의 고성능, 고내구성 산소발생촉매를 개발했다”고 말했다.

 

이번 연구는 에너지·환경과학 분야의 세계적 권위지인 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)에 2022년 12월 23일자로 온라인 게재됐고 표지 논문으로 선정돼 2월 10일에 출판됐다.

 

연구 수행은 한국연구재단 중견연구, 산업통상자원부 에너지기술개발사업, 국가과학기술연구회 창의형 융합연구사업의 지원을 받아 수행되었다.

포토뉴스

더보기


정치

더보기
강서구, ‘2024년 재난대응 안전한국훈련’에서 행안부 장관 표창 수상
환경감시일보, ESG 데일리 송영배 기자 | 강서구(구청장 진교훈)는 행정안전부에서 주관한 ‘2024년 재난대응 안전한국훈련’ 평가에서 행정안전부 장관 표창을 수상했다. 서울시 25개 자치구 중 유일하다. ‘재난대응 안전한국훈련’은 재난대응 체계를 확립하기 위해 관계 기관이 합동으로 실시하는 전국 단위 종합훈련이다. 지난해 10월 25일, 강서소방서, 강서경찰서, LG사이언스파크 등 23개 기관 1만 5천여 명의 인력이 참여한 가운데, LG사이언스파크 내 전기차 화재가 발생을 가정한 실전형 훈련이 진행됐다. 구는 ▲전기차 화재 진압 ▲LG사이언스파크 관리주체와의 공동 대응 ▲재난안전통신망을 활용한 통합 연계 훈련 ▲청소·방역 등 통합지원본부의 현장 대응에 중점을 두고 훈련을 실시했다. 훈련 과정에서 참여 기관 간 공고한 협력체계를 구축하고, 실전과 같은 훈련을 실시한 점이 높은 평가를 받았다. 특히 현장 교신을 위한 재난안전통신망(PS-LTE) 활용, 전기차 화재 진압장비인 질식 소화 덮개와 이동식 수조를 실제 시연한 점 등이 시선을 끌었다. 또한, LG사이언스파크 내 직원들 약 1만 5천여 명이 실질적으로 대피 훈련에 참여해 훈련 효과를 극대화했다. 사진)

경제

더보기
서울청년센터 금천 청춘삘딩, 미취업청년 구직 돕는 청년도전지원사업 참여자 모집… 최대 220만 원 지원
환경감시일보, ESG 데일리 송영배 기자 | 2025년 4월 11일 -- 서울청년센터 금천 청춘삘딩은 구직활동에 어려움을 겪는 청년의 구직의욕 고취 및 구직활동을 지원하는 ‘2025 청년도전지원사업’ 중기(15주) 과정 참여자를 모집한다고 11일 밝혔다. 청춘삘딩은 지난해에 이어 올해 청년도전지원사업을 연속 운영하며 청년 취업 지원에 앞장선다. 올해는 총 90명의 참여자를 대상으로 △장기(25주) △중기(15주) △단기(5주) 과정을 운영하며, 지난달 12일 단기 과정 수료 이후 20일 장기 과정이 성황리에 시작됐다. 주요 과정은 구직준비도 검사 및 기초상담 결과를 토대로 맞춤형 프로그램을 제공해 △자신감 회복 △진로 탐색 △취업 역량 강화 등을 돕고, 취업 지원 서비스를 통해 청년들의 사회참여 의욕을 북돋는다. 참여 대상은 만 18세~39세 청년 중 △6개월 이상 취업·교육·직업훈련 등의 참여 이력이 없는 미취업청년 △자립준비청년 △청소년복지시설 입·퇴소 청년 △북한이탈청년 △생계형 아르바이트 청년(주 30시간 미만 근로)이다. ‘2025 청년도전지원사업’ 중기(15주) 과정 참여자 모집 포스터(제공=서울청년센터 금천 청춘삘딩) 청춘삘딩은 중기(15주) 과

사회

더보기
은평구, 힐링공간을 위한 증산체육공원 놀이 · 체육시설 전면 개선
환경감시일보, ESG 데일리 민병돈 기자 | 4일 은평구(구청장 김미경)는 지역내 주민들의 건강 증진과 어린이들의 놀이 환경 조성을 위해 증산체육공원의 체육시설과 어린이 놀이시설을 전면 개선했다고 밝혔다. 증산체육공원은 은평구 증산배수지 상부에 위치한 약 10,900㎡ 규모의 공원으로 반경 1km 이내에 수색·증산지구 재개발 구역을 포함한 약 8천 세대 이상의 아파트가 밀집해 있으며, 초·중학교 7곳이 있다. 또한 은평둘레길과 서울둘레길이 지나가는 지역으로, 어린이부터 어르신까지 다양한 연령층이 쉽게 접근할 수 있는 공원이다. 이번 사업은 주민 의견을 적극 반영하여 추진됐으며, 기존의 낡은 체육시설과 어린이 놀이시설을 전면 개보수해 모든 세대가 함께 즐길 수 있는 공간으로 조성했다. 체육시설의 경우, 족구장, 풋살장, 농구장 등의 바닥 포장과 노후화된 펜스를 전면 정비해 더욱 안전하고 쾌적한 환경을 조성했다. 또한 체력 단련 공간에는 청소년과 청년들을 위한 크로스핏 운동기구와 철봉 등을 새롭게 설치해 체력 증진에 도움이 되도록 했다. 놀이공간에는 어린이를 위한 기존의 놀이시설에 추가로 20m 길이의 짚 라인과 네트복합 놀이대 등 모험형 놀이시설을 도입해 어린