천에 금속 입혔더니...수소 생산 효율 20배 향상

[앵커]
차세대 친환경 에너지인 수소를 어떻게 하면 저렴한 비용으로 많이 생산할 수 있을까 전 세계 과학자들이 연구하고 있는데요.

국내 연구자들이 귀한 백금이 아닌 값싼 금속을 이용해 많은 수소를 뽑아내는 기반 기술을 개발해 주목받고 있습니다.

김진두 기자가 보도합니다.

[기자]
하얀색의 천을 잘라 장비 안에 넣습니다.

900도가 넘는 열을 가하자 천은 검은색으로 변합니다.

천을 태워 '탄화'시킨 건데, 이렇게 되면 전기가 흐를 수 있습니다.

천을 니켈 금속 용액 안에 넣어 전기를 흘려주면 표면에 금속층이 단단하게 결합합니다.

니켈 선보다는 표면적인 넓어 반응이 잘 일어나는 새로운 소재로 탈바꿈한 것입니다.

[모정민 / 고려대 화공생명공학과 연구원 : 보통 탄화공정은 2,000℃에서 공정이 이뤄지는데 우리는 그보다 더 낮은 온도인 950℃에서 탄화를 시켰기 때문에 표면적이 넓은 구조로 전기 도금이 가능했습니다.]

이렇게 만들어진 소재를 물에 넣어 전기를 흘리자 '기포'가 만들어집니다.

청정에너지인 수소입니다.

반대편, 니켈에 철과 코발트를 추가로 코팅한 소재에서는 산소가 발생합니다.

기존 가장 효율이 높았던, 고가의 귀금속 백금으로 만든 전극보다 무려 20배나 많은 수소를 얻을 수 있었습니다.

[고윤지 / 고려대 석박사통합과정 연구원 : 특수한 표면 처리를 해 안정적인 금속과의 결합을 유도함에 따라 높은 전류 밀도에서도 안정적으로 구동할 수 있었습니다.]

특히 이 전극은 낮은 전압에서도 수소가 나오고 강한 전압에서도 금속이 떨어지지 않고 2,000시간 이상 유지되는 안정성을 보였습니다.

[조진한 / 고려대 화공생명공학과 교수 : 비귀금속으로 귀금속 촉매를 대체할 수 있는 성능을 구현할 수 있다는 것이고요, 2,000mA의 높은 전류 밀도에서도 이렇게 오랫동안 구동 안정성을 갖춘 것은 지금까지 전 세계적으로 보고된 적이 없습니다.]

값싼 소재를 이용해 안정적으로 수소를 대량 생산할 수 있게 된 것입니다.

이번 연구 결과는 영국 왕립학회에서 발간하는 Energy & Environment Science에 게재됐습니다.

YTN 김진두입니다.



YTN 김진두 (jdkim@ytn.co.kr)