KPI뉴스 - UNIST, 만능 기체 생산시스템 개발…"그린수소 생산 상용화 앞당길 것"

  • 흐림동해16.3℃
  • 흐림영월14.6℃
  • 흐림파주16.2℃
  • 흐림청송군13.7℃
  • 흐림순창군17.1℃
  • 흐림상주14.0℃
  • 흐림거창16.2℃
  • 흐림서산16.7℃
  • 흐림세종15.9℃
  • 흐림추풍령14.5℃
  • 흐림산청16.0℃
  • 흐림의령군16.8℃
  • 흐림충주15.8℃
  • 비서울17.1℃
  • 비부산19.1℃
  • 흐림밀양16.7℃
  • 흐림부안17.4℃
  • 흐림정읍17.4℃
  • 흐림문경14.2℃
  • 흐림보령17.7℃
  • 흐림서청주15.9℃
  • 흐림합천16.4℃
  • 비대전16.1℃
  • 흐림보은15.7℃
  • 비홍성17.0℃
  • 흐림북강릉16.2℃
  • 흐림김해시17.6℃
  • 흐림강릉16.7℃
  • 비청주16.7℃
  • 흐림태백12.3℃
  • 흐림영광군18.3℃
  • 비울산16.1℃
  • 흐림군산16.8℃
  • 흐림금산16.5℃
  • 흐림울진15.1℃
  • 흐림고산21.2℃
  • 흐림순천17.0℃
  • 흐림임실17.1℃
  • 비안동14.1℃
  • 비목포19.0℃
  • 흐림통영17.4℃
  • 흐림고창19.1℃
  • 흐림수원17.3℃
  • 흐림홍천15.8℃
  • 흐림천안16.1℃
  • 비여수17.1℃
  • 흐림제천14.7℃
  • 흐림광양시17.3℃
  • 흐림고창군18.5℃
  • 흐림강진군18.3℃
  • 흐림원주18.0℃
  • 비창원17.4℃
  • 흐림양평16.4℃
  • 흐림영천14.5℃
  • 흐림양산시18.1℃
  • 흐림남원17.5℃
  • 흐림구미15.5℃
  • 흐림광주17.6℃
  • 흐림북창원17.7℃
  • 흐림정선군13.5℃
  • 흐림대구15.1℃
  • 흐림부여16.5℃
  • 흐림장흥19.0℃
  • 흐림남해17.2℃
  • 비백령도16.7℃
  • 흐림춘천18.0℃
  • 흐림제주22.8℃
  • 흐림속초16.3℃
  • 흐림동두천17.1℃
  • 흐림해남19.2℃
  • 비인천16.8℃
  • 흐림영덕14.1℃
  • 흐림완도18.5℃
  • 박무서귀포21.8℃
  • 흐림인제17.0℃
  • 흐림이천17.8℃
  • 비북춘천17.8℃
  • 흐림진주16.5℃
  • 흐림북부산18.1℃
  • 흐림성산20.7℃
  • 흐림전주17.3℃
  • 흐림영주14.3℃
  • 흐림진도군20.1℃
  • 흐림거제17.4℃
  • 흐림경주시15.0℃
  • 흐림울릉도19.2℃
  • 흐림장수15.6℃
  • 흐림의성14.9℃
  • 흐림철원17.1℃
  • 흐림봉화13.3℃
  • 흐림고흥18.6℃
  • 비포항15.5℃
  • 비흑산도16.2℃
  • 흐림대관령12.3℃
  • 흐림보성군17.9℃
  • 흐림함양군16.3℃
  • 흐림강화16.1℃

UNIST, 만능 기체 생산시스템 개발…"그린수소 생산 상용화 앞당길 것"

최재호 기자
기사승인 : 2023-10-24 10:08:14
만능전극으로 기체 생산효율 대폭 높혀…전기화학 분야 국제권위지에 게재

그린 수소와 같은 청정 기체 원료를 손쉽게 생산할 수 있는 기술이 울산과학기술원 연구팀에 의해 개발됐다. 겉면에 엷은 막을 입혀 원료 생산 효율을 높인 이 기술은 그린수소 생산의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다.

 

▲ 왼쪽부터 제1저자 강윤석 연구원, 류정기 교수 [UNIST 제공]

 

UNIST(총장 이용훈)는 에너지화학공학과 류정기·이동욱 교수팀이 기체를 생산하는 전극에 범용적으로 사용할 수 있는 큰 면적의 하이드로젤 박막 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

 

화장품 원료로 사용되는 하이드로젤로 엷은 막을 만드는 이 기술은 전극에 전기를 가해 생산되는 기체 원료의 생산 효율을 획기적으로 높인다. 기체 원료가 전극의 겉에서 맴돌지 않고 손쉽게 빠져나가도록 도와주는 것이다. 특히, 물을 분해해 그린 수소와 산소를 생산하는 수전해 기술에 적용 가능해 탄소중립 구현에도 앞장설 것으로 보인다.

수전해 반응 등의 전기화학 반응을 위해 전기에너지를 흘리게 되면 수소·산소·질소와 같은 기체가 생성된다. 기체는 생성되는 동시에 전극 겉면에 공기 방울 형태로 붙게 된다. 이렇게 생성된 기체 중 ‘수소’는 산업에 중요한 자원이지만 전해질이 스며들거나 작용하는 것을 방해해 에너지 소모를 증가시키는 요인으로 꼽힌다.


연구팀은 전극의 표면에서 기체 방울을 빠르게 떼어내고 전해질을 효율적으로 공급하기 위한 방법을 연구했다. 먼저 기체 교환이 일어나는 ‘기공’이 열려있는 하이드로젤을 전극의 겉면에 코팅했다. 연구진이 사용한 하이드로젤은 국내에서 양산 중인 소재로 물을 흡수하는 친수성을 지니고 있어 화장품·연고·기저귀 등에 널리 사용된다. 친수성 하이드로젤 코팅을 통해 전극에서 생성된 기체 방울을 만들어진 즉시 떼어주게 되면, 전해질이 기체에 방해받지 않고 전극에 빠르게 스며든다.


연구팀이 개발한 시스템을 기존에 사용되던 니켈·백금 촉매에 적용한 결과, 최대 2.3배(65.7 mA/㎠ -> 151.5 mA/)의 높은 기체 생산 효율을 보였다.


또한, 기체가 표면에 쌓이지 않고 크기가 작은 상태에서 떨어지면 촉매 표면에 가해주는 힘이 적어진다. 이는 촉매가 뭉치거나 벗겨지는 정도를 줄여 전해 시스템을 장시간 안정적으로 구동시킬 수 있다.

류정기 에너지화학공학과 교수는 “습윤밴드·화장품·기저귀 등 일상샐활에 널리 이용되는 하이드로젤을 전극에 적용해 전기화학적 기체생성반응 효율을 대폭 향상시킨 창의적인 원천기술”이라며 “특히 수전해 반응에도 적용이 가능해 그린수소 상용화에 도움이 될 것”이라고 말했다. 


이번 연구는 UNIST 에너지화학공학과 강윤석 석박통합과정생이 제1저자로 참여했다. 연구결과는 전기화학 분야의 국제권위지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials)’에 9월 29일자로 공개됐다.

연구 수행은 과학기술정보통신부 한국연구재단의 중견연구자 지원사업, 기후변화대응기술개발사업, 지역혁신선도연구센터(RLRC)사업의 지원을 받아 이뤄졌다.

 

KPI뉴스 / 최재호 기자 choijh1992@kpinews.kr

[저작권자ⓒ KPI뉴스. 무단전재-재배포 금지]