GIST 화학과 박찬호 교수가 주도하고 양호성 석사가 제1저자로 참여한 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 그린수소 기술자립 프로젝트의 지원을 받았다.

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[헤럴드경제(광주)=서인주 기자] 광주과학기술원(GIST)은 화학과 박찬호 교수 연구팀이 수소 생산에 필요한 핵심 금속인 이리듐(Ir)의 사용량을 크게 줄이면서도, 안정적으로 작동하는 촉매와 이를 적용한 고성능 전극을 개발했다고 25일 밝혔다.

수소를 생산하는 대표적인 친환경 기술인 ‘수전해’는 물을 전기로 분해해 수소(H2)와 산소(O2)로 나누는 방식으로, 탄소 배출이 거의 없어 차세대 에너지 기술로 주목받고 있다.

연구팀은 단단하고 규칙적인 ‘결정형 구조(crystalline)’와 유연하고 불규칙한 ‘비정질 구조(amorphous)’를 동시에 갖는 ‘이중상’ 이리듐 산화물 촉매를 개발했다.

특히 속이 빈 공 모양의 결정 구조 사이를 비정질 구조가 메우는 형태로 설계해, 전자가 통과할 수 있는 연속적인 경로를 확보했다.

연구팀은 개발한 촉매를 실제 수소 생산 장치의 핵심 부품인 ‘수전해 단전지(Membrane Electrode Assembly, MEA)’에 적용해 성능을 검증했다.

이번 연구는 고가의 희귀 금속인 이리듐의 사용량을 기존 상용 단전지 대비 80% 이상 줄이면서도 장시간 안정적으로 작동하는 수전해 단전지를 구현했다는 점에서, 차세대 그린수소 생산 기술인 고분자 전해질막(PEM) 수전해의 상용화 가능성을 높였다는 데 의미가 있다.

GIST 화학과 박찬호 교수가 주도하고 양호성 석사가 제1저자로 참여한 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 그린수소 기술자립 프로젝트의 지원을 받았다.

GIST 화학과 박찬호 교수는 “이리듐 사용량을 최소화하면서도 장시간 안정적으로 작동하는 전극을 구현하고, 단전지 기준 1,000시간 이상의 운전 성능을 확보했다는 점에서 의미가 크다”며 “고분자 전해질막(PEM) 수전해 장치의 비용을 낮추고 대규모 그린수소 생산을 앞당기는 데 기여할 것”이라고 밝혔다.