전북대학교는 유동진 교수와 밀란바부포델(Milan Babu Poudel) 박사가 극한 알칼리수와 바닷물을 전기분해해 수소를 생산할 수 있는 비귀금속 전기촉매를 개발했다고 6일 밝혔다.
이는 일반적으로 귀금속(백금)이 사용되는 고가의 상용촉매의 가격을 획기적으로 낮출 수 있는 방법이다.
이번 연구 결과는 그 우수성이 입증돼 소재분야 세계 최고 권위의 학술지인 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)'의 최신호에 'Mo3Se4-NiSe 코어-쉘 나노와이어 어레이의 한 단계 합성을 통한 알칼리성/해수로부터 저비용 수소생산'이라는 제목의 논문으로 게재됐다.
개발된 기술은 단일단계의 ‘in situ 열수공정(hydrothermal process)’에 의해 니켈 위에 구축된 몰리브덴 셀렌화물-니켈 셀렌화물(Mo3Se4-NiSe) 코어-쉘 나노와이어 어레이의 이종구조를 준비하기 위한 새로운 합성경로를 제시했다.
이렇게 합성된 코어-쉘 나노와이어 어레이는 기존에 상용되고 있는 백금-탄소(Pt/C) 촉매에 비해 소재의 생산단가를 낮출 수 있어 그린수소 생산을 위한 유망한 촉매로 기대된다.
특히 이번 연구에서 입증된 새로운 촉매의 설계 개념은 수소의 대량생산을 위한 저가형 NiSe, Mo3Se4 헤테로구조 촉매를 만들 수 있는 획기적인 제조경로를 제시하여 기대감을 높이고 있다.
유동진 교수는 “이번 연구에서 입증된 새로운 촉매 설계 개념은 새로운 연구 방향을 제시하고 광범위한 에너지응용 분야에 사용되는 비귀금속 전이금속 디칼코제나이드(TMDs) 이종구조 촉매 개발로 확장될 수 있을 것”이라며 “이 방법은 기술적·경제적 두 가지 문제를 동시에 해결하기 위한 혁신적인 그린수소 생산 방안을 제시함으로써 탄소중립실현의 가속화에 크게 기여할 것”이라고 말했다.
한편, 이번 연구는 교육부가 지원하는 한국연구재단(NRF) 기초과학연구사업과 BK21 FOUR사업 및 교육부와 한국연구재단 (NRF)이 지원하는 지역혁신전략사업(RIS)으로 수행됐다.
