[파이낸셜뉴스] 한국에너지기술연구원 수소융복합소재연구실 이신근 박사팀이 반도체나 디스플레이 생산 공정에서 배출되는 온실가스를 깨끗한 공기로 바꾸는 촉매를 개발했다. 반도체와 디스플레이 생산 공정에서 사용되는 아산화질소는 지구온난화지수가 이산화탄소 대비 300배 이상이며, 대기 중에 머무는 기간이 약 120년으로 강력한 온실가스다. 28일 에너지기술연구원에 따르면, 이 촉매는 1~20%의 다양한 농도에서도 아산화질소를 99% 이상 분해한다. 또, 500시간 이상의 운전에도 촉매의 성능이 떨어지지 않는다. 연구진은 "이 촉매를 실제 공정에 적용하기 위해 촉매 분해 시스템 업체와의 협력을 추진하고 있으며, 올 하반기부터 상용화 단계에 진입할 것으로 예상된다"고 말했다. 반도체 증착에 사용되는 아산화질소는 연소, 플라즈마, 촉매분해 방식을 통해 분해된다. 하지만 연소 방식은 분해 과정에서 온실가스인 이산화탄소, 질소산화물이 발생하며, 플라즈마를 이용한 분해 방식에서도 질소산화물이 생성되고 전력소모가 많다는 문제가 있다. 반면, 촉매 분해 방식은 낮은 온도에서도 대량의 배출가스를 분해할 수 있고 질소산화물을 생성하지 않아 가장 친환경적인 분해 방식으로 평가받고 있다. 현재 질산 제조 공정 등에 활용되고 있으나, 반도체 제조 공정에는 최대 15%에 달하는 고농도의 아산화질소를 분해할 수 있는 기술이 필요해 아직까지 적용되지 않았다. 연구진은 아산화질소 분해 촉매의 성능과 내구성을 높이기 위해 달걀껍질을 닮은 에그쉘 구조의 촉매를 적용했다. 촉매의 내부에는 열과 힘에 잘 견디는 알루미나 지지체를 활용했으며, 외부의 둥근 표면을 따라 구리 촉매를 고르게 퍼트려 아산화질소에 대한 반응도를 높이고 분해 성능을 향상시켰다. 연구진은 현재 분해 촉매로 사용되고 있는 고가의 루테늄보다 매우 저렴하며 우수한 산화환원반응을 가진 구리를 촉매로 적용했다. 지지체의 표면을 따라 얇고 고르게 분산된 구리는 아산화질소 분해 반응을 일으키는 표면적을 극대화하는 역할을 한다. 이를 통해 표면에 흡착된 아산화질소는 질소와 산소로 빠르게 전환돼 질소산화물로 화합되는 것을 방지한다. 촉매의 내부에는 열과 힘에 강하면서도 제조공정이 매우 간단한 알루미나 지지체를 적용해 양산화 가능성을 높였다. 지지체는 가래떡을 뽑아내는 형태의 간단한 압출 공정을 통해 제조된다. 표면에는 구리 촉매가 얇게 퍼질 수 있도록 분무 형태의 스프레이 코팅법을 적용했다. 이처럼 간단한 공정을 통해 실험실 규모임에도 하루 30㎏ 이상의 촉매 제조를 가능케 했다. 이신근 박사는 "이 촉매는 간단한 제조공정으로 대량생산이 가능해 상용화 가능성이 높다"며, "반도체, 디스플레이뿐만 아니라 암모니아 연소 등 다양한 분야에 적용 가능한 유망한 기술로 국가 온실가스 저감 목표에 기여할 수 있다"고 말했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국에너지기술연구원 청정연료연구실 윤형철 박사팀이 한국수소 운송저장 수단으로 활용하는 암모니아를 보다 적은 비용으로 만들 수 있는 기술을 개발했다. 연구진은 이 기술로 하루에 1㎏의 암모니아를 생산할 수 있는 실험실 규모 공정을 구축, 50bar의 저압과 400도 이하의 저온에서 고순도 암모니아를 만들어내는데 성공했다.6일 에너지기술연구원에 따르면, 연구진은 이 기술을 암모니아 생산 공정에 적용하면 생산 운영에 소요되는 비용을 15% 이상 절감할 것으로 예상하고 있다. 또한 기존 공정보다 압력이 낮아져 공정의 구성품인 압축기, 반응기 등의 제작비용까지 낮춰 생산 비용 전체를 줄일 수 있다. 올해부터는 암모니아 생산 공정을 하루 5㎏ 규모로 제작해 장기 운전을 통한 안정성을 확보할 계획이다. 윤형철 박사는 "최종적으로 파일럿 규모인 하루 50㎏ 생산 시설에서 검증해 우리나라가 청정 암모니아 생산국의 지위를 확보하는데 기여할 것"이라고 강조했다. 암모니아는 질소 원자 1개와 수소 원자 3개가 결합돼 있어 수소와 호환성이 높다. 또 상압, 영하 33도에 액체로 만들 수 있어 액체 수소보다 적은 에너지로 운송과 저장이 가능하다. 뿐만아니라 액체 수소에 비해 단위 부피당 약 1.7배 많이 수소를 저장해 대용량 저장과 장거리 운송에 유리하다. 우선 연구진은 지금까지 암모니아를 만드는 방법인 하버-보쉬 공장의 한계를 극복하기 위한 촉매를 개발했다. 분말 형태의 루테늄과 산화바륨으로 만든 촉매를 원주형 알갱이 형태로 만들어 상업적으로 활용할 수 있도록 제품화했다. 특히 지금까지 160도에서 만들던 방식에서 벗어나 상온에서 제조해 합성시간을 기존대비 3분의 1로 단축했다. 연구진은 새로 개발한 촉매와 독자적으로 구축한 국내 유일의 암모니아 생산 공정을 통해 성능을 평가했다. 암모니아 생산 공정은 원료인 수소와 질소를 공급하는 공급부와 암모니아를 합성하는 반응부, 합성된 암모니아를 냉각 분리해 고순도의 암모니아를 추출하는 냉각부로 구성된다. 부품과 시스템의 성능을 검증하는 기술성숙도(TRL) 4단계 수준의 시설을 구축, 실증에 성공했다. 올해 TRL 5단계 수준의 시설을 구축해 생산 실증 규모를 늘리고 2026년에는 파일럿 규모로 생산시설 규모를 키워 실용화 직전 단계인 TRL 6단계까지 기술완성도를 높일 계획이다. 윤 박사는 "저압·저온 저비용 암모니아 생산 기술은 탄소중립의 미래를 앞당길 수 있는 열쇠가 될 것"이라며, "향후 청정수소 및 무탄소 연료 도입을 위한 암모니아 생산 플랜트 국산화에 기여할 것"이라고 말했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 송현곤·이현욱 교수팀이 배터리를 값싼 재료로 오랫동안 사용할 수 있는 방법을 개발했다. 이번에 개발한 재료 '구아이아콜'은 생체 반응을 모방한 전해액 첨가제로 배터리 양극에서 발생한 활성산소를 없애 배터리를 4배 정도 더 오래 사용할 수 있다. 특히 재료비용이 1g당 약 1200원 정도여서 연구진이 이전에 발표했던 무기물 항산화 첨가제보다 350분의 1 수준이다. 송현곤 교수는 5일 "구아이아콜은 이전에 발표한 무기물 항산화 첨가제의 항산화효소 모방 촉매 특성을 이은 루테늄 기반 리튬 과잉 양극용 최초의 유기물 항산화 첨가제"라며 "리튬 과잉 양극 뿐만아니라 활성산소가 문제 되는 다른 고용량 양극에도 적용해 전기화학적 특성을 향상하는 데 도움이 될 것"이라고 말했다. 연구진은 배터리의 수명과 성능을 떨어뜨리는 활성산소 문제를 해결하기 위해 항산화제에 주목했다. 대표적인 항산화제에는 '페놀'류가 있는데, 양성자 이동을 통해 활성산소를 제거하기 때문에 리튬 이온 기반 전해질을 사용하는 리튬 이온 배터리에는 적합하지 않다. 연구진은 인체 안에서 활성산소를 없애는 작용 원리를 차용해 페놀류 항산화제를 리튬 이온 배터리용 첨가제로 변모시켰다. 페놀에 메톡시 그룹을 결합해 항산화효소를 모방한 촉매인 '구아이아콜'을 만들었다. 구아이아콜은 리튬화 된 활성산소와 결합해 활성산소를 화학적으로 변하지 않는 '리튬 과산화물'과 '산소'로 바꾼다. 연구진은 컴퓨터적 계산을 통해 구아이아콜이 리튬화 된 활성산소의 흡착에너지와 불균등화 반응에 필요한 에너지를 감소시켜 효율적으로 활성산소를 제거할 수 있음을 이론적으로 밝혔다. 즉, 구아이아콜이 활성산소를 제거하면서 불균등화 반응을 촉진해 활성산소로 인한 나쁜 반응을 막는 것이다. 구아이아콜은 전해액에 소량(0.3 wt%) 첨가하면 전해질 용매 대신 활성산소와 반응해 전해액 분해를 막는다. 첫 번째 충전 시 산화되면서 양극에 보호막을 형성해 배터리를 사용하는 동안 구조가 변화하는 것을 막는다. 구아이아콜은 기존 전해질과 비교해 80%까지 용량을 유지하며 약 4배 정도 길게(65회 정도의 충·방전) 배터리를 사용하게 해준다. 200회의 충·방전 실험에서도 70%까지 높은 용량 유지율을 보였다. 제 1저자인 이정인 에너지화학공학과 연구원은 "항산화제를 배터리에 적용시키는 사례는 여럿 있었지만, 항산화제인 페놀과 불균등화 촉매인 구아이아콜을 비교해 전기화학적 분석을 통한 작용 방법을 밝혀낸 것은 처음"이라며 "추후 배터리의 활성산소를 제어하기 위한 분자구조 개발에 큰 도움이 될 것"이라고 말했다. 한편, 연구진은 이번에 개발한 첨가제를 화학 분야의 권위 학술지 '앙게반테 케미(Angewandte Chemie International Edition)'에 발표했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 프랑스 프리미엄 필기구 브랜드 워터맨이 창립 140주년을 맞아 한정상품 '맨(Man) 140'을 출시한다고 5일 밝혔다. 이번 리미티드 에디션은 창립 100주년을 기념해 제작됐던 '맨 100'을 현대적으로 재해석해 새롭게 출시하는 제품이다. 맨 140은 맨 100의 파이프 형태에 독특한 패턴을 더한 제품이다. 맨 140은 정교한 블랙 PVD 코팅 기술을 적용해 내구성을 높였다. 오랜 기간 사용해도 변형이 적은 것이 특징이다. 파인과 미디움 2가지 사이즈 펜촉으로 출시된다. 프랑스 장인들이 제작하는 맨 140은 전세계 400자루 한정 수량으로 생산되며, 고급스러운 블랙 컬러의 기프트 박스 패키지가 함께 포함된다. 워터맨 관계자는 "맨 140은 골드와 루테늄으로 코팅된 투톤 디자인의 18K 골드 펜촉과 워터맨의시그니처 W 마크가 새겨진 캡 등 섬세한 디테일을 가진 제품"이라며 "특별한 날 자신을 위한 혹은 소중한 사람에게 마음을 전하는 선물로 추천한다"고 전했다.  clean@fnnews.com 이정화 기자

[파이낸셜뉴스] 원자력안전위원회가 27일 "도쿄전력이 발표한 다핵종제거설비(ALPS) 가동시점부터 올해 최근까지 10년 간의 3종류 ALPS 입출구에서 측정된 모든 핵종의 농도값 자료에 대해 정밀분석한 결과 6개 핵종이 배출기준을 초과해 검출된 적 있다"라고 밝혔다. 유국희 원자력안전위원회 위원장은 이날 오전 정부서울청사에서 열린 후쿠시마 원전 오염수 일일브리핑에서 "5월 말 현장 시찰 이후 원안위와 한국원자력안전기술원 기술검토팀이 현장 점검 결과와 추가 확보 자료 등을 토대로 검토 중이며 마무리 단계에 있다"라며 이같이 말했다. 원안위는 ALPS를 거쳐 탱크에 보관된 오염수 중 배출 기준을 넘는 70%의 오염수에서 6개 핵종이 배출기준을 초과해 검출된 것을 파악했다. 6개 핵종은 스트론튬-90(Sr-90), 세슘-134(Cs-134), 세슘-137(Cs-137), 루테늄-106(Ru-106), 아이오딘-129(I-129), 안티모니-125(Sb-125) 등으로 측정대상 핵종 30개 안에 포함돼 있다. 이는 사고가 난 원전에서 나올 수 있는 방사성물질 중 삼중수소를 제외하고 배출기준 이내임을 확인해야 하는 핵종이 무엇인지 확인하는 과정에서 발견된 것으로 유 위원장은 "ALPS를 통과했는데도 걸러지지 않았기 때문에 중점적으로 볼 필요가 있는 핵종"이라고 밝혔다. 원안위는 ALPS 전처리 설비 및 주처리 설비의 정화성능이 적절한지, ALPS 주요고장사례를 토대로 장기 운영 가능성에 영향을 미치는지 등을 최종 검토하고 있으며, 도쿄전력의 시운전과 원자력규제위원회(NRA)의 사용전검사 결과를 분석해 최종 평가할 계획이다. 유 위원장은 "오염수가 방류되기 전 배출목표치를 만족하는지 확인하기 위한 시료채취 위치는 방출설비 중 상류수조로 적절함을 확인했다"라며 "방류 후 이뤄질 해역모니터링과 이상상황 시 대응의 적절성, 방사능 분석 능력과 데이터 신뢰도 등을 검토하고 있다"라고 말했다. 한편 원안위는 도쿄전력의 시운전 현황 등 기술적인 사항에 대해 도쿄전력과 NRA의 답변을 듣기 위해 전날 열린 실무기술회의에서 이송희석방출 설비에 대한 도쿄전력의 시운전과 NRA의 사용전검사 진행현황을 확인했다. 유 위원장을 당시 회의에서 "긴급차단밸브 동작신호와 관련된 방사선감시기 경보 설정치 등에 대한 논의가 있었다"며 "삼중수소 희석을 위해 사용되는 해수의 방사선 감시를 위해 5호기 취수구에 방사선 감시기가 추가 설치되고 주요 핵종에 대한 ALPS 흡착재 별 교체 주기 등을 확인했다"라고 말했다. 이어 "이송희석방출 설비에 대한 장기유지관리계획, 사용전검사 결과 등에 대해 자료를 요청했다"라고 덧붙였다. 유 위원장은 "과학기술적 검토는 마무리 단계에 와 있다"라며 "도쿄전력의 시운전 결과와 현재 진행중인 NRA 사용전검사 결과 및 기술회의 논의 사항에 대한 점검 등을 거쳐 방류 전에 모든 평가를 끝내고 투명하게 공개할 것"이라고 밝혔다. jhpark@fnnews.com 박지현 기자

[파이낸셜뉴스] 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학과 박혜성 교수팀이 물을 전기분해해 수소를 만드는 장치의 효율을 끌어올리는 양극소재 제조기술을 개발했다. 페로브스카이트로 수전해장치 부품을 만들면 이리듐, 루테늄 등 귀금속이 아닌 소재를 사용해 재료비용을 낮출 수 있다. 박혜성 교수는 수전해장치의 양극에 사용할 페로브스카이트 산화물을 칼코겐 화합물 위에 합성하는 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 이렇게 만든 양극 소재는 1㎠당 10㎃에서 210㎷의 전기를 사용해 산소를 만들어냈다. 연구진은 "이는 기존의 소재 성능을 뛰어넘는 것"이라고 설명했다. 수전해장치는 물을 전기분해로 수소를 만드는 장치로 음극에서 수소가, 양극에서 산소가 나온다. 양극과 음극 중 한쪽이라도 성능이 떨어지면 그에 맞춰 물 분해 속도와 전기사용량이 정해진다. 지금까지 수소가 만들어지는 음극소재는 좋은 재료가 개발됐지만, 산소가 나오는 양극은 아직도 성능과 비용 등이 뛰어난 소재를 찾기위해 노력중이다. 연구진은 귀금속을 대체할 양극 소재로 페로브스카이트 산화물에 집중했다. 페로브스카이트 산화물은 구성 원소와 전자 구조의 품질을 높이기 쉬운 것으로 알려졌다. 하지만 귀금속 촉매 대비 산소발생 효율이 낮다. 통상적으로 촉매의 표면 결정 구조와 전자 구조는 물로부터 수소와 산소를 생산하는 반응과정에서 생성되는 중간 생성물과의 흡·탈착 반응과 직결되는 특성이다. 따라서 이를 제어하는 기술이 매우 중요하다. 연구진은 촉매의 표면이 물과 최대한 많이 접촉하는 구조를 만들어 내기 위한 합성법을 찾아냈다. 반응성이 높은 페로브스카이트의 결정 구조와 유사한 원자 간격을 가지고 있으며, 전자를 끌어당기는 힘이 강한 이차원 소재를 성장기판으로 활용하는 것이다. 이차원 소재 위에 직성장을 통해 합성된 페로브스카이트 산소 발생 촉매는 귀금속 촉매인 이리듐 산화물보다 훨씬 낮은 활성화 에너지를 필요로 하며 뛰어난 산소 발생 효율을 보였다. 이번 소재 개발에 참여한 김웅수 박사과정생은 "촉매의 효율 향상을 위한 핵심 요소를 제어하기 위한 성장기판의 특성을 밝히고 이를 촉매 물질 설계에 적용해 고성능 촉매를 개발할 수 있었다"고 말했다. 또한 박혜성 교수는 "이 합성법은 수전해 촉매 뿐만아니라 다양한 촉매 합성에 응용 가능하다는 점에 있어 의미가 있다"고 설명했다. 한편, 박혜성 교수팀은 동국대 융합에너지신소재공학과 한영규 교수팀과 공동연구로 개발한 이 소재를 저명한 국제학술지 'ACS 에너지 레터스(ACS Energy Letters)'에 발표했다.   monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 권영국 교수팀이 물을 전기로 분해해 수소를 만드는 수전해시스템 속 음이온교환막을 개발했다. 연구진이 개발한 음이온교환막은 수소 1㎏을 만드는데 전기를 47㎾/h 사용해 귀금속이 들어간 교환막보다 6㎾/h 덜 사용했다. 또한 1000시간 이상 사용할 수 있어 3배 이상 내구성을 끌어올려 수소 생산에 투입되는 비용을 더 낮출 수 있다. 이번 개발에 참여한 에너지화학공학과 판디아라잔 탕가벨 박사는 21일 "기존 니켈-철기반의 교환막은 전기전도성이 낮고 수전해 환경에서 안정성 확보가 시급했다"며 "교환막에 다른 금속을 추가해 비귀금속기반의 고성능, 고내구성 산소발생 교환막을 개발했다"고 말했다. 지금까지 물에서 수소와 산소를 분리해 뽑아내는 수전해시스템에는 고가의 이리듐을 사용한 음이온교환막을 사용했다. 수소 생산속도를 올리기위해서는 동시에 산소발생 속도를 빨리해야 가능하다. 이를 위해 시스템 속 음이온교환막을 이리듐과 루테늄 등 귀금속만이 쓰였다. 연구진은 귀금속 대신 바나듐-니켈-철 옥시수산화물로 고성능 산소발생 교환막을 만들었다. 니켈-철 옥시수산화물의 낮은 전기전도성을 보완하기 위해 바나듐을 도핑시키고 니켈 질화물을 표면에 성장시켰다. 이와 동시에 활성점을 안정화시켜 성능과 안정성까지 향상시켰다. 이 교환막은 알칼라인 환경 뿐만아니라 순수한 물을 흘려주는 음이온 교환막 수전해 시스템에서도 성능이 뛰어났다. 실험 결과, 알칼라인 조건에서 실질적으로 상업화에 필요한 전류밀도의 두 배인 전류밀도 1A/㎠를 낮은 과전압인 270㎷에서 도달했다. 안정성 실험에서는 1000시간 동안 손상 없이 안정적으로 작동했다. 또한 음이온 교환막 수전해 시스템의 초순수 환경에서는 전체 셀 전압 1.85V에서 전류밀도 685㎃/㎠를 나타내 뛰어난 성능을 보였다. 연구진은 "이는 귀금속 촉매 기반의 음이온 교환막보다 약 두 배가량 높은 수치"라고 설명했다. 뿐만아니라 이 음이온교환막의 패러데이 효율은 99.6%에 달했다. 패러데이 효율은 물을 전기분해해 나오는 수소의 양을 말하는데 100%에 가까울수록 전류를 효율적으로 사용하는 것을 뜻한다. 권영국 교수는 "촉매의 기본 요소인 성능과 안정성을 동시에 확보하는 것은 수전해 기술의 상업화에 필수적이다"며 "촉매 개발에 있어 기존 촉매의 단점을 잘 이해하고 이를 해결하기 위한 노력으로 수소경제 실현에 이바지하겠다"고 말했다. 연구진은 새로 개발한 음이온 교환막을 에너지·환경과학 분야의 세계적 권위지인 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)에 발표, 표지논문으로 선정됐다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

한국과학기술연구원(KIST)은 15일 수소·연료전지연구센터 유성종 박사팀이 연료전지에 들어가는 백금을 대체할 루테늄 칼고게나이트 나노튜브 신소재를 개발했다고 밝혔다. 루테늄 칼고게나이트로 촉매를 사용해 만든 연료전지는 백금 대비 10배 이상 내구성이 좋아졌으며, 전지 성능도 2배 이상 향상됐다. 금속 칼코게나이트는 칼고겐 원소가 전이금속 원자와 결합한 2차원 시트구조의 반도체 물질이다. 이 반도체 물질은 다양한 형태로 존재하며 각기 다른 전기적, 광학적, 촉매적 활성을 나타낸다. 그 중에서도 금속성을 띠는 실형태의 1차원 물질은 우수한 전기전도성 및 촉매 성능을 나타내지만 안정성이 낮아 공기 노출, 전기화학 반응 등에 의해 촉매활성을 잃는 한계가 존재한다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국과학기술연구원(KIST)은 15일 수소·연료전지연구센터 유성종 박사팀이 연료전지에 들어가는 백금을 대체할 루테늄 칼고게나이트 나노튜브 신소재를 개발했다고 밝혔다. 루테늄 칼고게나이트로 촉매를 사용해 만든 연료전지는 백금 대비 10배 이상 내구성이 좋아졌으며, 전지 성능도 2배 이상 향상됐다. 금속 칼코게나이트는 칼고겐 원소가 전이금속 원자와 결합한 2차원 시트구조의 반도체 물질이다. 이 반도체 물질은 다양한 형태로 존재하며 각기 다른 전기적, 광학적, 촉매적 활성을 나타낸다. 그 중에서도 금속성을 띠는 실형태의 1차원 물질은 우수한 전기전도성 및 촉매 성능을 나타내지만 안정성이 낮아 공기 노출, 전기화학 반응 등에 의해 촉매활성을 잃는 한계가 존재한다. 연구진은 금속 칼코게나이트로 촉매의 내구성을 높이기 위해 초미세 직경을 갖는 나노튜브 형태로 만드는데 성공했다. 이 구조는 높은 표면 곡률을 갖기 때문에 커다란 장력이 유도돼 연료전지 작동 중에도 장력에 의해 촉매의 원자 배열이 안정하게 존재했으며, 촉매로 만들어 작동한 결과도 안정적이었다. 성능 평가에서 루테늄 칼코게나이드 나노튜브를 산소환원반응 촉매로 활용했을 때 기존에 사용되는 백금보다 수소연료전지 성능이 2배 향상됐다. 또 10배 이상 높은 내구성을 나타냈다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 류정기 교수팀이 물로 수소를 만드는 장치의 성능을 향상시키는 코팅 기술을 개발했다. 이 코팅으로 수전해 장치의 전극 표면에 수소와 산소 기포를 빨리 떨어뜨리고 물을 원활하게 접촉시킬 수 있다. 연구진은 이 코팅을 하지 않은 장치와 비교했을 때 수소 생산량이 150% 증가했다고 설명했다. 류정기 교수는 8일 "수전해 전극에 수화젤을 코팅하는 것만으로도, 귀금속 촉매를 사용하는 것과 같은 분해 반응 활성화 효과를 거뒀다"고 말했다. 또한 "기존에 초음파 등으로 기포를 털어내는 방식보다 간단하고 저렴해 그린 수소 생산 기술 상용화에 도움이 될 것"이라고 전망했다. 물이 전기 분해돼 나온 수소와 산소는 전극 표면에 기포 형태로 달라붙어 있다. 이 기포를 제때 제거하지 않으면 전극에 물이 충분히 접촉되지 않아 과부하가 걸리고 수소 생산이 더뎌진다. 연구진은 이 문제를 해결하기 위해 수화젤에 주목했다. 수화젤은 물을 잘 빨아들여 기저귀, 소프트 렌즈 재료 등으로 쓰이는 물질이다. 연구진은 기체보다 물을 훨씬 더 좋아하는 성질의 수화젤을 수전해 장치의 전극 표면에 코팅했다. 그 결과, 전극에 수화젤을 코팅하지 않은 경우보다 수소 생산능력이 150% 향상됐다. 또한 상용 촉매 중 가장 뛰어난 성능을 지닌 것으로 알려진 루테늄에 버금가는 수소 생산 효율을 보였다. 연구진은 "이 테스트 결과는 물을 분해하는 데 소모되는 전력량을 줄였단 의미"라고 설명했다. 또한 "이 방식은 기존에 사용해온 전극의 표면 나노 구조를 변형하거나 초음파 같은 외력으로 기포를 털어내는 방식보다 간단하고 저렴해 상용화에 유리하다"고 말했다. 한편, UNIST 에너지화학공학과 배미솔 석사가 제1저자로 참여한 이번 연구결과는 전기화학 분야의 국제 권위지인 '어드밴스드 에너지 머터리얼즈(Advanced Energy Materials)'의 표지논문으로 선정돼 8월 5일자로 출판됐다.   monarch@fnnews.com 김만기 기자