충남대 이종현 교수팀이 청정 수소 생산을 위한 고효율·고성능 수소 발생 촉매를 개발했다. (충남대 제공) /뉴스1

충남대학교 신소재공학과 이종현 교수 연구팀이 청정수소 생산에 필수적인 고효율·고성능 수소 발생 촉매를 개발했다.

2일 충남대에 따르면 전 세계가 자원 고갈과 기후 변화에 대응해 새로운 친환경 에너지를 찾고 있는 가운데 미래 에너지원으로 급부상한 수소는 발전용, 가정용, 자동차용 등 다양한 분야에 사용이 가능해 고성능·고내구성·저가격화를 이루는 것이 주요 기술적 목표다. 특히 수소 발생 효율을 높이기 위해 기존 백금 기반의 촉매를 대체할 수 있는 기술 개발이 화두로 떠오르고 있다.

이에 이 교수팀은 약 30% 효율을 개선시킨 ‘특정 결정면 성장 티타늄 카바이드(TiC) 기반 촉매’를 개발해 자체 촉매 합성 및 수소 발생 성능 평가를 수행했고, 이를 통해 비(非)백금 기반 전이금속 촉매의 상용화 가능성을 제시했다.

또한 연구팀은 전이금속 기반의 촉매에서 특정 결정면이 수소 발생에 우세한 반응을 나타낸다는 것을 확인하고, 촉매 결정면을 제어할 수 있는 촉매 합성법을 개발했다. 아울러 촉매층 내 구성물질 중 수소흡착·탈착 반응의 주요 인자를 밀도범함수(密度汎函數) 이론 기반의 양자역학 모델링 기법에 적용해 반응 메커니즘을 규명했다.

이번 연구 성과는 최근 국제학술지 ‘스몰 메소드(Small Methods)’ 표지 논문으로 게재됐고, 해당 논문에는 신소재공학과 정경진 박사과정 연구원이 제1저자, 이종현 교수가 교신(交信) 저자로 참여했다.


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