전북대, 저가·고효율 그린수소 생산 비귀금속 전기촉매 소재 개발

전북대(총장 양오봉)는 유동진 생명과학과 교수팀이 물을 전기분해해 그린수소 생산을 가능케 하는 전극소재 제조 혁신기술을 개발했다고 6일 밝혔다.

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유 교수는 밀란바부포델 박사와 극한 알칼리수와 바닷물을 전기분해해 수소를 생산할 수 있는 비귀금속 전기촉매를 개발했다. 이는 일반적으로 백금 등 귀금속을 사용하는 고가의 상용촉매의 가격을 획기적으로 낮출 수 있는 방법이다.

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이번 연구 결과는 우수성을 입증해 소재분야 세계 최고 권위의 학술지인 '어드밴스드 머티리얼즈' 최신호에 게재했다.

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연구팀은 단일단계의 'in situ 열수공정'에 의해 니켈 위에 구축된 몰리브덴 셀렌화물-니켈 셀렌화물 코어-쉘 나노와이어 어레이의 이종구조를 준비하기 위한 새로운 합성경로를 제시했다. 이렇게 합성한 코어-쉘 나노와이어 어레이는 기존에 상용되고 있는 백금-탄소(Pt/C) 촉매에 비해 소재의 생산단가를 낮출 수 있어 그린수소 생산을 위한 유망한 촉매로 기대하고 있다.​

특히 새로운 촉매의 설계 개념은 수소의 대량생산을 위한 저가형 니켈-셀레나이드(NiSe), 몰리브덴 셀렌화물(Mo3Se4) 헤테로구조 촉매를 만들 수 있는 획기적인 제조경로를 제시해 기대감을 높이고 있다.

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유동진 교수는 “이번 연구의 의미를 '전극소재에 대한 패러다임 전환'이라고 할 수 있다”며 “새로운 촉매 설계 개념은 새로운 연구 방향을 제시하고 광범위한 에너지응용 분야에 사용되는 비귀금속 전이금속 디칼코제나이드 이종구조 촉매 개발로 확장될 수 있을 것”이라고 말했다.

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이어 “이 방법은 기술적·경제적 두 가지 문제를 동시에 해결하기 위한 혁신적인 그린수소 생산 방안을 제시함으로써 탄소중립실현의 가속화에 크게 기여할 것”이라고 강조했다.

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한편, 유 교수는 현재 한국수소및신에너지학회 학술부회장을 맡고 있으며, 교육부가 지원하는 두뇌한국(BK)21 FOUR 수소에너지융복합기술혁신인재양성사업단장을 맡고 있다. 이번 연구는 교육부가 지원하는 한국연구재단(NRF) 기초과학연구사업과 BK21 FOUR사업 및 교육부와 한국연구재단 (NRF)이 지원하는 지역혁신전략사업(RIS)으로 이뤄졌다.