값비싼 귀금속 촉매 대신 저렴한 코발트계 화합물로 물을 전기분해해 친환경에너지원인 수소를 생산하는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST)은 8일 이 연구원 국가기반기술연구본부 연료전지연구센터의 유성종 박사와 류재윤 연구원이 이 같은 기술을 개발했다고 밝혔다.

수소는 채굴량에 한계가 없고 특정 지역에만 몰려 있지도 않은 데다 환경친화적이어서 차세대 에너지원으로 각광받고 있다.

지금은 산소를 발생시키는 양극의 전극 재료로 희소 귀금속인 이리듐과 루테늄 계열의 귀금속 촉매가, 수소를 발생시키는 음극의 전극 재료로는 백금이 각각 쓰이고 있다.

실험 결과 인화코발트 촉매는 낮은 과전압만으로 충분한 전류를 얻을 수 있었고, 내구성 역시 뛰어나 높은 전류와 전압 조건에서 12시간 동안 물 분해를 수행해도 성능이 거의 감소되지 않는 것으로 나타났다.

인화코발트 화합물은 지구상에 풍부하게 존재하는 코발트를 기반으로 해 가격이 저렴하고, 인화코발트 화합물을 제작하는 공정도 단일 공정으로 제작 비용이 저렴하다고 연구진은 설명했다.

또 인화코발트 나노입자는 양극뿐 아니라 음극에서도 수소 발생 반응성이 높아 한 가지로 재료로 양극과 음극 모두에서 쓸 수 있다.

인화코발트 화합물은 귀금속 촉매와 견줘 비용이 100분의 1 수준에 불과하다.

유성종 박사는 "새로 개발한 코발트계 화합물 촉매는 기존의 귀금속 촉매와 성능은 비슷하면서도 안정성은 크게 개선됐다"며 "수소에너지의 보급과 상용화를 한 발자국 앞당겼다는 게 이번 연구의 의미"라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지인 'ACS 촉매작용'(ACS Catalysis) 2일자에 실렸으며 연구의 우수성을 인정받아 '이달의 가장 많이 읽힌 기사'(most read articles)로도 선정됐다.

이 연구 결과는 국내에 특허가 출원됐고 해외특허 출원도 진행 중이다.