에너지공대 연구진, 상온에서 수소 생산 새 길 열었다

(나주=뉴스1) 박영래 기자 = 암모니아 기반 수소 생산 기술의 고질적인 한계였던 '촉매 비활성화' 문제 해법을 국내 연구진이 제시했다. 상온에서 수소를 생산하는 새 길이 열렸다는 평가다.

18일 한국에너지공과대학교(켄텍)에 따르면 김우열 교수 연구팀은 촉매 비활성화 문제의 원인을 '촉매 파괴'가 아닌 전해질 환경에 의해 촉매가 일시적으로 오염된 상태에 불과하다는 점을 규명하고, 이를 되돌릴 수 있는 전해질 공학 기반 촉매 재생 전략을 개발했다.

암모니아는 액체 상태로 저장·운송이 쉬워 차세대 수소 운반체로 주목받고 있지만, 기존 기술은 500도 이상의 고온 분해 공정에 의존해 에너지 소모와 비용 부담이 크다는 한계가 있었다.

연구팀은 촉매 성능 저하의 핵심 원인이 물 기반 전해질 환경에서 생성되는 질소산화물(NOx) 중간체에 의한 '표면 중독 현상'이라는 사실을 밝혀냈다. 촉매 자체가 파괴된 것이 아니라 반응 부산물로 인해 일시적으로 기능이 제한된 상태였다는 것이다.

김우열 교수는 "물 활성도를 정밀하게 제어하는 전해질 공학은 NOx 중독 억제와 촉매 재생을 동시에 달성할 수 있는 핵심 기술"이라며 "향후 분산형 수소 생산 장치와 재생에너지 연계 수소 스테이션의 수명 연장과 유지 비용 절감에 크게 기여할 것"으로 전망했다.

이번 연구는 켄텍 박철우 박사후연구원과 곽혜림 학생을 중심으로 켄텍 구근호 교수, 한국과학기술연구원(KIST) 문건희 박사, 경북대학교 박현웅 교수 등이 수행했다.

연구 성과는 독일화학회(GDCh)가 발행하는 세계적 화학 저널에 게재됐으며, 암모니아 기반 수소 생산, 연료전지, 태양광 연계 전해 시스템 등 다양한 분야로의 응용이 기대된다.

yr2003@news1.kr