대구경북과학기술원(DGIST) 연구팀이 비귀금속을 이용해 미래에너지원으로 각광받는 수소를 생산할 수 있는 촉매를 개발했다.
샹가라주 샨무감(Sangaraju Shanmugam)교수 에너지시스템공학전공 연구팀은 저렴한 나노와이어 구조의 황화니켈코발트(NiCo2S4) 촉매 기술을 개발했다고 28일 밝혔다.
수소는 전 세계 에너지 수요를 충족시킬 수 있는 미래에너지이자 친환경에너지다. 최근에는 물을 전기분해해 수소를 생산하는 방법이 주목받고 있으나, 물 분해에 많은 전기가 필요하거나 백금과 같은 귀금속 촉매를 사용해 비용이 많이 든다는 것이 단점으로 꼽혔다. 이 때문에 수소 대량 생산에 어려움을 겪어 왔다.
샨무감 교수 연구팀은 백금보다 상대적으로 저렴한 니켈코발트 화합물로 촉매를 제작해 실험해 높은 효율성을 증명했다. 황화니켈코발트 촉매는 집전전극인 니켈폼 위에서 나노와이어 구조의 촉매가 바로 만들어졌다. 전극과 전해질 인터페이스에서 전기화학적 반응 효율성을 높일 수 있다는 사실을 규명했다.
나노와이어 구조의 황화니켈코발트 촉매는 양극과 음극 모두에서 수소 발생 반응성이 높아 양극 산소 발생 반응 촉매뿐만 아니라 음극 수소 발생 반응 촉매로 활용할 수 있는 양기능성 촉매임을 밝혔다.
샹가라주 샨무감 DGIST 에너지시스템공학전공 교수는 “물을 전기분해할 때 필요한 귀금속 촉매를 대체할 수 있는 효율적이고 안정적인 전극 소재를 개발했다는 점에서 의미가 있다”며 “태양전지를 이용한 전기화학적 물 분해 장치에 황화니켈코발트 촉매를 활용해 수소 대량 생산의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
연구결과는 재료과학 분야 세계적 국제학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials) 9일자 온라인판에 게재됐다.
송혜영기자 hybrid@etnews.com
