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

  • 맑음목포23.3℃
  • 맑음의령군27.9℃
  • 맑음양산시30.1℃
  • 맑음보성군26.8℃
  • 맑음남원25.5℃
  • 맑음문경25.1℃
  • 맑음임실23.5℃
  • 맑음합천28.1℃
  • 구름많음강릉19.7℃
  • 맑음수원23.8℃
  • 맑음강진군25.9℃
  • 맑음광양시26.9℃
  • 맑음장흥26.2℃
  • 맑음양평24.9℃
  • 맑음추풍령24.2℃
  • 구름많음구미27.9℃
  • 맑음산청26.6℃
  • 맑음서산24.2℃
  • 맑음영광군23.2℃
  • 구름많음서울23.8℃
  • 맑음순천25.3℃
  • 구름많음울진22.4℃
  • 구름많음태백18.0℃
  • 구름많음영주24.5℃
  • 맑음백령도22.4℃
  • 흐림동해18.6℃
  • 흐림홍천19.3℃
  • 맑음북부산26.1℃
  • 구름많음봉화23.0℃
  • 맑음파주22.4℃
  • 구름많음동두천25.2℃
  • 구름많음원주23.9℃
  • 맑음상주26.5℃
  • 구름많음인천20.6℃
  • 구름많음강화20.2℃
  • 맑음여수25.4℃
  • 맑음천안25.0℃
  • 맑음광주25.4℃
  • 맑음보령23.8℃
  • 흐림고산20.1℃
  • 맑음안동26.2℃
  • 구름많음충주24.5℃
  • 맑음부안23.0℃
  • 맑음부산24.9℃
  • 맑음경주시28.5℃
  • 맑음진주27.5℃
  • 맑음거창26.3℃
  • 맑음밀양28.4℃
  • 맑음세종24.6℃
  • 구름많음제주24.1℃
  • 맑음정선군18.1℃
  • 구름많음북강릉19.4℃
  • 맑음영천27.6℃
  • 맑음남해26.3℃
  • 맑음청주26.3℃
  • 맑음김해시28.3℃
  • 맑음정읍25.0℃
  • 맑음청송군27.2℃
  • 구름많음보은24.5℃
  • 구름많음영월21.9℃
  • 맑음군산22.2℃
  • 맑음전주24.2℃
  • 맑음홍성23.7℃
  • 맑음부여24.5℃
  • 구름많음대관령17.2℃
  • 소나기북춘천22.1℃
  • 맑음창원25.8℃
  • 맑음포항25.6℃
  • 맑음통영24.9℃
  • 맑음울산24.7℃
  • 구름많음성산24.4℃
  • 구름많음철원21.2℃
  • 구름많음속초20.6℃
  • 맑음완도25.5℃
  • 구름많음인제21.5℃
  • 구름많음서귀포26.0℃
  • 맑음이천25.7℃
  • 흐림춘천21.8℃
  • 맑음고흥27.1℃
  • 맑음울릉도23.4℃
  • 맑음진도군22.9℃
  • 맑음고창23.8℃
  • 맑음거제23.5℃
  • 맑음영덕23.5℃
  • 맑음고창군23.6℃
  • 맑음해남24.9℃
  • 맑음북창원26.1℃
  • 맑음순창군24.9℃
  • 맑음함양군26.8℃
  • 맑음금산24.8℃
  • 맑음대전25.0℃
  • 맑음흑산도22.9℃
  • 맑음장수22.4℃
  • 맑음서청주25.3℃
  • 맑음대구27.8℃
  • 흐림제천22.0℃
  • 맑음의성26.7℃

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]