전북대 이중희 교수팀(대학원 BIN융합공학과)이 고효율로 저렴하게 수소를 생산할 수 있는 촉매를 개발해 세계 학술지들로부터 주목을 받고 있다.

수소경제사회 실현을 위해 가장 큰 문제는 수소를 생산하는 것인데, 원유를 정제하면서 부가적으로 발생하는 부생수소가스를 주로 이용하거나 천연가스 등을 고온에서 개질하는 기존 방법은 사용할 수 있는 양이 제한적이거나, 화석연료를 이용하기 때문에 이산화탄소가 발생하지 않는 완전한 청정 기술이라 하기는 어렵다.

이 때문에 완전한 수소 생산을 위해 결국 물을 전기 분해하는 것인데, 이 방법은 전기료뿐 아니라 백금이나 산화이리듐, 루텐늄산화물과 같은 값비싼 금속 촉매 사용으로 비용이 많이 든다는 단점이 있다.

이에 전북대 이중희 교수와 김남훈 교수팀은 값싸고 손쉽고 효율적인 제조 방법을 통해 다공성 전이 금속 기반의 새로운 촉매를 개발했다. 쉽고 저렴하고 대량생산 가능한 데다 높은 표면적을 가진 마이크로 카본 볼 위에 비교적 저렴한 니켈과 코발트를 이용해 성게 모양의 니켈-코발트-인화물 나노니들 모양의 나노구조를 만든 것으로, 촉매 활성도가 매우 높다.

이 촉매는 기존에 널리 사용되던 백금-탄소, 루테늄산화물-탄소에 비해 매우 낮은 1.54 V (50 mA cm-2)의 셀전압을 보였으며, 기존에 상용화된 제품에 비해 뛰어난 내구성까지 보여 상용화가 가능할 것으로 보인다.

이중희 교수는 “수전해의 핵심기술을 개발함으로써 우리나라의 수소경제사회를 앞당기는 데 크게 기여할 것”이라며 “전북대학교가 이 분야에서 선도적인 연구를 수행하고 있음을 다시 한 번 보인 것”이라고 말했다.

과학기술정보통신부의 중견연구자지원사업과 교육부의 BK-21 플러스 사업 지원을 받아 수행된 이번 연구는 BIN융합공학과 연구 교수 트란 듀이 탄 박사와 반 히엔 호야, 레휴 뚜안 등 박사과정 학생들의 협업으로 이뤄졌다.

이 연구 성과를 담은 논문은 지난 2월 에너지 분야 세계 최고 저널 '나노 에너지 (Nano Energy)'(IF=13.120)에 게재된 것을 비롯해, 최근 촉매 분야 세계 최고 학술지인 '어플라이드 캐탈리시스 비 (Applied Catalysis B-Environmental)'(IF=11.698) 최신호에도 실렸다.

한편, 연구 책임자인 이중희 교수는 우리나라 수소 관련 최고 학회인 한국수소및신에너지학회 학회장으로 활동하며 많은 원천 기술 연구와 및 기업체 이전 등 상용화에 성공해 왔다. /장은성 기자