한국재료연구원 수소·전지재료연구센터 양주찬 박사 연구팀이 신소재 '맥신'(MXene)을 활용해 해수 수전해의 최대 난제인 '염소 이온' 부식을 억제하는 복합 촉매를 개발했습니다.

수소는 탄소를 배출하지 않는 친환경 에너지로 주목받고 있지만, 현재 수전해 방식은 주로 깨끗한 담수를 사용해 생산 비용이 높고 물 자원 문제가 뒤따릅니다.

또 바닷물을 직접 활용하는 해수 수전해기술은 염소 이온이 전극을 부식시키는 치명적인 단점이 있었습니다.

연구진은 금속과 탄소 또는 질소로 이뤄진 2차원 나노 물질로, 전기전도성이 뛰어난 신소재 '맥신'을 활용해 문제를 해결했습니다.

맥신을 선택적으로 산화시켜 안정적인 전도성 구조를 만든 뒤, 산소 발생 촉매인 니켈 페라이트와 결합한 복합 촉매를 제작했습니다.

이 복합촉매는 기존보다 전류밀도는 5배, 내구성은 2배 향상됐고, 염소 이온에 대한 반발력도 뛰어나 바닷물에서도 안정적인 수소 생산이 가능해졌습니다.

실험실 평가를 넘어 실제 수전해 단위셀에서도 성능이 검증돼 상용화 가능성도 높였습니다.

이번 연구는 바닷물 속에서도 안정적인 수소 생산을 도와 해수 수전해 기술의 실용화를 앞당길 것으로 기대됩니다.

이번 연구 논문은 지난달 30일 국제학술지 '에이씨에스 나노'(ACS Nano)에 게재됐습니다.

TJB 대전방송