KAIST 연구팀, 수전해 시스템 촉매 수명 예측지표 개발

(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 정동영 교수 연구팀이 수전해 시스템에서 촉매의 실질적인 수명을 예측할 수 있는 새로운 평가 지표 '운영 안정성 지수'를 개발했다고 21일 밝혔다.

태양광, 풍력 등 재생에너지를 활용한 수소 생산 방식은 에너지원 특성상 전력 공급이 일정하지 않아 물을 전기 분해해 수소와 산소를 생산하는 수전해 시스템의 부하가 지속적으로 변화한다.

연구팀은 수전해 시스템이 꺼지거나 낮은 부하로 운전될 때 발생할 수 있는 촉매 및 지지체의 열화 현상 촉매 손상이나 성능 저하 현상을 규명하고 이를 정량화할 수 있는 새로운 평가 지표를 제안했다.

운영 안정성 지수는 수전해 장비가 반복적으로 작동 및 정지하는 과정에서 발생하는 촉매 열화 정도를 수치로 반영함으로써 실제 운전 조건에서의 내구수명을 보다 정확하게 예측할 수 있도록 설계됐다.

예를 들어 운영 안정성 지수가 100%면 부하 변동 중에도 촉매가 전혀 손상되지 않는다는 뜻이고 99%면 매번 시스템이 꺼질 때마다 1%씩 촉매가 손상된다는 의미다.

이 지표를 통해 내구성을 고려한 운전 조건 최적화나 장수명 수전해 시스템 운영 전략 수립이 가능할 것으로 기대된다.

정 교수는 "운영 안정성 지수는 수전해 촉매의 장기 수명을 수치로 예측할 수 있는 강력한 평가 기준으로 향후 내구성 진단을 위한 국제 표준으로 발전할 가능성이 크다"고 말했다.

해당 논문은 에너지 분야 국제 학술지 '에이시에스 에너지 레터스'에 게재됐다.

jongseo12@news1.kr