‘청정 에너지원’ 수소 대량생산 길 열렸다

포스텍 진현규 교수팀 기술 개발 /‘폴리·양이온 산화물’ 촉매 발견/ 고온 환경 없이도 물·수소 분리

청정 에너지원으로 많이 사용되는 수소를 쉽게 생산하는 기술이 개발됐다.

포스텍은 진현규(사진) 교수팀이 친환경적이고 경제적으로 수소를 생산할 수 있는 폴리-양이온 산화물(PCO)을 발견했다고 25일 밝혔다.

수소자동차 등의 청정에너지원으로 사용되는 수소는 현재 스팀-메탄 개질 방법으로 90% 이상을 생산하고 있는데 이산화탄소 배출량이 많아 문제가 되고 있다. 이 때문에 대안으로, 물을 분해해서 친환경적으로 수소를 생산하는 다양한 기술에 대한 연구가 활발하게 이뤄지고 있다. 특히 2단계 열화학적 물 분해 기술은 간단한 반응과정과 대량생산에 적합한 장점으로 주목받지만 고온에서만 반응이 일어나는 한계로 상용화하기 어려웠다.

연구팀은 2단계 열화학적 반응을 통해 촉매물질을 이용해서 물로부터 수소와 산소를 분리해 수소를 생산하는 방법에 주목했다. 이 방법의 상용화에 가장 큰 걸림돌은 기존 촉매물질들을 사용할 경우 섭씨 1400도 이상의 고온 환경이 필요했다는 점이다. 연구팀은 물 분해 반응온도를 결정하는 데 물질 내부의 무질서도(엔트로피)가 중요한 역할을 한다는 점에 착안, 2단계 열화학적 물 분해 반응을 거치는 동안 무질서도가 크게 변화할 수 있는 폴리-양이온 산화물을 개발했다. 폴리-양이온 산화물을 사용하면 이전보다 크게 낮은 온도인 1100도 미만에서도 수소를 분해할 수 있다. 이렇게 되면 기존의 화학공정시설을 활용할 수 있어 대량생산에 용이하고 산업현장에서 쉽게 쓸 수 있을 것으로 전망된다.

포항=장영태 기자 [e-mail]