UNIST는 신소재공학과 이승걸 교수팀이 저가의 비백금계 금속 촉매를 이용한 새로운 음이온 교환막 수전해 기술을 제시했다고 24일 밝혔다.
이 교수팀이 제시한 기술은 칼륨이 촉매 표면에 붙게 만들어 이오노머와 직접적으로 닿는 것을 줄이는 것이다. 이오노머가 산화되는 것을 막으면 수소 생산 비용을 절감할 수 있다.
일반 수소 생산 장치에서는 시간이 지나면서 이온 물질을 전달하는 이오노머의 성질이 변해 약해지기 쉽다. 이는 수소 생산 효율 저하와 장치의 수명 단축을 초래했다.
연구팀은 칼륨의 흡착 에너지가 유기 화합물보다 3배 이상 크다는 점을 활용했다. 수산화칼륨, 수산화나트륨 같은 물질이 음이온 교환막 수전해 시스템의 성능과 안정성을 높일 수 있음을 밝혀낸 것이다. 양이온 물질이 촉매 표면에 흡착해 이오노머와 촉매의 직접적인 접촉을 줄였다. 결국 이오노머의 산화를 막아 수소 생산 성능을 유지할 수 있음을 물질의 전자 구조를 계산하는 밀도범함수이론(DFT)을 통해 입증했다.
이번 연구에서 규명된 경쟁적 흡착 전략은 저가 촉매의 상용화 가능성을 한층 높일 것으로 전망된다. 석현주기자
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