중앙대학교(총장 박상규)는 융합공학부 김수길 교수 연구팀이 차세대 그린 수소 생산의 핵심기술로 손꼽히는 고분자 전해질막 수전해에 필요한 전극의 성능과 내구성을 획기적으로 끌어올리는데 성공했다고 20일 밝혔다.

수전해는 재생 에너지에서 발생한 전기를 이용해 물을 분해하는 방식으로 미래 에너지원인 수소를 생산하기에 온실가스나 대기오염 물질을 배출하지 않는다. 여러 수전해 시스템 중에서도 특히 양성자 교환막 수전해는 높은 효율로 고전류밀도 운전이 가능하며, 재생 에너지의 출력 변동성에 대응하기 쉽다는 뚜렷한 장점을 지니고 있어 관심이 집중된다.

김수길 교수 연구팀은 카이스트 이진우 교수와의 공동 연구를 통해 전기도금과 전기화학적 산화방법을 적용한 3차원 구조 민들레 포자 형태의 이리듐-니켈 복합 전극을 제작해 문제를 해결했다. 이번 연구 성과의 골자는 새롭게 개발한 촉매를 활용할 시 기존 상용 촉매 대비 훨씬 적은 에너지만으로도 더 많은 양의 수소를 생산해 낼 수 있다는 점이다. 새롭게 개발된 전극 촉매는 세계최고 수준의 수소 생산능력을 보이는 것으로 나타났다.

이번 연구는 과학기술정보통신부의 중견연구자 지원사업, 수소에너지혁신기술개발사업(연구단장 KIST 장종현)의 지원을 통해 이뤄졌다. 중앙대 대학원 융합공학부 여경림 학생이 제1저자, KAIST 김호영 박사와 이진우 교수가 공동 교신 저자, 포항 가속기 연구소의 이국승 박사가 공동 저자로 참여했다.

김수길 교수는 "이번 연구를 통해 양성자 교환막 수전해 시스템 상용화에 걸림돌로 작용했던 반응 속도 문제를 획기적으로 개선했다"며 "기존 상용 촉매의 높은 가격과 낮은 안정성 문제도 동시에 해결할 수 있어 수전해의 상용화를 앞당기고 수소 생산 단가를 낮추는 계기가 될 것"이라고 말했다.