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기후변화 대응을 위해 온실가스를 전혀 배출하지 않고 수소를 생산하는 ‘그린수소 생산 기술’이 수소경제 사회로 전환하기 위한 핵심 기술로 큰 주목을 받고 있다.

전북대학교 연구진이 이러한 그린수소를 저비용으로 대량 생산할 수 있는 획기적인 비귀금속 기반 초고효율 수전해 촉매를 개발해 화제다.

전북대 대학원 나노융합공학과 이중희·김남훈·트란듀이탄 교수팀은 고가의 촉매 문제점을 해결하기 위해 금속프탈로시아닌 분자, 이황화몰리브덴과 나노판상의 맥신(MXene)의 우수한 전기화학적 장점을 활용, 간단한 단일공정인 열수공정을 통해 3차원 계층형으로 구성된 나노복합체 촉매를 성공적으로 합성했다.

이를 이용하면 현재 산업체에서 널리 사용되고 있는 백금/탄소(Pt/C)나 산화루테늄(RuO2)에 비해 10배가량 낮은 가격으로 촉매 생산이 가능해져, 수전해 장치 제조에 큰 비용절감 효과를 가져올 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구 결과는 에너지소재 분야 세계 최고 학술지인 '어드벤스드 에너지 머터리얼(Advanced Energy Materials'(IF: 29.698)의 최신호에 게재됐으며, 알칼라인 수전해용 촉매 연구 분야에서 우수성과 중요성을 인정받아 표지논문에 선정됐다.

아울러 이 교수팀의 핵심 연구원들이 창업한 벤처 기업인 ㈜아헤스에서 이번에 개발된 촉매 기술을 토대로 실제 수전해 장치에 적용하기 위한 실용화 연구를 지속적으로 수행, 저가의 그린수소 대량 생산을 위한 핵심 원천기술을 확보할 계획이다.

이중희 교수는 “이번 성과는 차세대 알칼라인 수전해 장치에 사용될 수 있는 저가의 고성능 수전해 전극제조에 혁신적인 방안을 제시할 수 있을 것으로 기대된다”며 “전 세계가 주목하는 그린수소 산업 관련 기술을 우리나라가 선도하고, 원천기술 확보를 통해 미래 수소 경제 사회를 앞당기는 데 크게 기여할 것”이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부의 지역혁신 선도연구센터(RLRC) 사업과 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행되었으며, 나노융합공학과의 트란판칸린 박사과정의 연구협업을 통해 이뤄졌다.