KIST, 내구성 높은 고성능·저가형 수소발생 촉매 개발 성공

국내 연구진이 미래 대체에너지인 수소 생산을 위해 쓰이는 고가의 백금 촉매를 대체할 수 있는 황화니켈 촉매 원천기술을 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST)은 국가기반기술연구본부 연료전지연구센터 유성종 박사가 서울대 화학생물공학부 성영은 교수, 카이스트 생명화학공학과 이현주 교수팀과의 공동연구를 통해 나노 크기 구조의 단결정 황화니켈을 사용하여, 수소 발생 시스템에서 백금을 대체해 촉매 가격을 획기적으로 줄이면서도 높은 성능과 내구성을 구현해내는데 성공했다고 29일 밝혔다.

황화니켈은 백금 대비 100배 이상 가격이 낮아 수소 대량 생산 상용화에 청신호가 켜졌다는 평가다.

KIST 유성종 박사팀은 기존 희소 금속인 백금 기반의 촉매보다 뛰어난 저가의 니켈기반 화합물에 주목했고, 계산과학에 기반한 설계를 통해서 수많은 니켈 화합물 중 황화니켈이 수소발생을 위한 촉매 중 활성도가 우수하다는 것을 밝혀냈다.

이후 연구팀은 단결정 나노 구조의 황화니켈 화합물을 합성하는 데 성공했고, 합성된 황화니켈 나노 입자의 전기화학적 활성이 극대화됨을 확인해 촉매 성능의 우수성을 규명했다.

이 촉매는 전기화학적 촉매 반응에 중요한 역할을 하는 분자친화도를 조절할 수 있어 연료전지 및 다른 전기화학 반응에도 적용할 수 있을 것이란 기대를 모으고 있다.

KIST 유성종 박사는 "미래 청정에너지에 대한 관심이 높아지는 가운데 재생에너지를 통해 물에서 수소 같은 화학에너지로 변환하는 기술의 상용화가 무엇보다 중요하다"라며 "이번 연구는 수소에너지 상용화를 한 발 앞당겼다는데 큰 의미가 있다"고 말했다.

[e-mail] 김미희 기자