전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 에너지

속보

더보기

버려지는 유휴전력으로 고효율 수소 생산한다

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

재료硏, 고신뢰성 전착 공정기술 개발

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 국내 연구진이 유휴전력으로 친환경 수소를 저렴하게 분산, 독립적으로 생산 하는 수전해 기술을 개발해 막대한 에너지 관리 비용을 줄일 수 있는 단초를 마련했다. 유휴전력이란 재생에너지로 생산된 전력이 계통에 연계되지 못해 버려지는 전력을 말한다.

23일 과학기술정보통신부에 따르면 재료연구소(KIMS·소장 이정환) 표면기술연구본부 최승목 박사 연구팀은 청정 수소를 생산할 수 있는 수전해 시스템의 효율과 내구성을 증가시키는 역할을 하는 고효율 비귀금속 촉매를 저가로 합성 가능한 고신뢰성 전착 공정 기술을 세계 최초로 개발했다.

에이씨에스 서스테이너블 케미스트리 앤 엔지니어링 논문 표지 사진 [자료=재료연구소]

온실가스 저감을 위한 신기후체제 출범 후, 전 세계는 무한 재생산 가능한 수소에너지에 대한 관심을 높여가고 있다. 하지만 현재 생산되는 대부분의 수소는 개질 수소, 부생 수소 등 화석연료를 기반으로 하고 있어 진정한 의미의 청정 에너지원이라고 부르기는 어렵다.

반면에 버려지는 유휴(예비) 전력으로 물을 전기분해해 생산되는 수소는 사용 후 다시 물로 되돌아가기 때문에 완전한 청정 에너지원이다. 이를 생산하기 위한 수전해 시스템 중 하나인 음이온 교환막 수전해는 저가의 비귀금속 촉매를 사용하는 장점이 있지만 사용되는 촉매의 활성과 내구성이 낮은 단점이 존재한다.

이로 인해 여전히 산소발생 촉매로 귀금속인 고가의 이리듐 산화물(IrO2) 또는 수소발생 촉매로 다공성 탄소분말에 담지된 백금(Pt/C)을 사용하는 한계를 보여주고 있다.

연구팀은 문제해결을 위해 저가의 고성능·고내구성을 갖춘 비귀금속 2차원 나노구조 촉매를 개발했다. 재현성 높은 원스텝 전착 공정 기술을 통해 촉매가 기판위에 바로 증착됨으로써 촉매 합성공정을 단순화했다.

이를 통해 촉매층과 전극 기판의 접착성을 높여 전도성을 향상시키고 기존 공정에 사용되는 접착제(binder)를 사용하지 않아 높은 활성과 내구성을 확보했다. 이뿐만 아니라 수소 발생의 주요 저항 중 하나인 물질 전달 저항을 감소시켜 수소 및 산소 발생 효율과 내구성을 비약적으로 향상시켜 기존 귀금속 이리듐 산화물 촉매에 버금가는 우수한 특성을 보여줬다. 후속연구를 통해 이리듐 산화물 촉매보다 1.5 배 우수한 활성의 촉매를 개발해고 관련 연구 결과를 논문에 발표했다.

또한 실제 상황에서 개발된 촉매의 성능을 평가하기 위해 자체적으로 개발한 단위셀에서 평가했고 더 나아가 상용화 가능 단계인 스택에서의 실증 연구를 진행하고 있다. 단위셀(single cell)이란 실제 시스템에 장착되는 상용화 스택을 모사 할 수 있는 작은 면적의 셀이다.

이번 기술개발을 통해 재생에너지 발전 비중 증가에 기여, 동시에 버려지는 유휴전력을 활용해 수소를 ‘생산(수전해)-저장(수소저장합금 또는 용기)-활용(연료전지)’할 수 있는 수소에너저저장시스템의 실용화를 크게 앞당길 수 있을 것으로 기대된다.

이를 통해 중앙 집중-분배 방식의 수소가 아니라 활용하는 곳에서 바로 수소를 생산할 수 있어 국가 전체 에너지 관리 효율을 크게 증가시켜 막대한 에너지 관리 비용을 줄일 수 있다. 또한 대부분 수입에 의존하는 에너지 전환 촉매 분야에서 국산화에 의한 수입 대체 효과 뿐만 아니라 해외로의 수출도 가능할 것으로 전망된다.

연구책임자인 재료연구소 최승목 선임연구원은 “이번 기술을 통해 높은 수소 발생 효율을 보이는 저가의 비귀금속 촉매 전극을 원스텝으로 재현성 있게 대면적으로 제작하는 것이 가능해졌다”며 “이를 통해 저가로 수소를 생산할 수 있는 수전해 시스템의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

연구결과는 미국화학회(American Chemical Society)의 ‘에이씨에스 어플라이드 머테리얼스 앤 인터페이시즈(ACS Applied Materials & Interfaces)’와 ‘에이씨에스 서스테이너블 케미스트리 앤 엔지니어링(ACS Sustainable Chemistry & Engineering)’ 표지논문으로 실렸다.

 

kimys@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
정부, 오늘 석유 최고가격 4차고시 [세종=뉴스핌] 최영수 선임기자 = 정부가 23일 석유 최고가격 4차 고시(24일 시행)를 발표한다. 최근 2주간 국제유가가 하락해 인하요인이 발생했지만, 기존에 누적된 인상요인이 있어 큰 폭의 조정은 어려운 상황이다. 특히 22일(현지시간) 파키스탄에서 추진됐던 미국-이란의 '종전 협상'이 무산되면서 불확실성이 가중되는 모습이다. 23일 산업통상부에 따르면, 정부는 이날 저녁 석유 최고가격 4차 고시를 발표할 예정이다. 현재 적용되고 있는 3차 고시는 리터당 휘발유 1934원, 경유 1923원, 등유 1530원이다. 인상요인이 있었지만 정부는 민생 안정을 감안해 고심 끝에 동결했다(그래프 참고). 지난 2주간은 국제유가가 하락하면서 원가 부담이 줄어든 상황이다. 하지만 3차 고시 때 인상요인을 제대로 반영하지 못한 상황이어서 큰 폭의 인하는 어려운 상황이다. 하지만 당정 간에도 현재 석유시장에 대한 시각차가 있어 최종 결정까지 진통이 예상된다. 실제로 당정은 지난 22일 저녁 고위당정협의회를 열고 제4차 석유 최고가격을 논의했지만 결론을 내지 못했다. 강준현 민주당 수석대변인은 이날 고위당정협의회 결과 브리핑에서 "4차 석유 최고가격은 시장 영향, 국제유가, 국민 부담을 종합적으로 고려해 결정할 것"이라며 "동결이냐 추가냐에 대해 결론을 내리지 않았다"고 설명했다. 석유업계에서는 소폭의 조정이 있을 것으로 내다보고 있다. 특히 서민들의 삶과 직결되는 경유는 최고가격 인하 가능성이 제기되고 있다. 화물차 운전기사나 택배기사, 자영업자, 농어민 등 생계형 수요자들이 주로 경유를 이용하기 때문이다. 정부 관계자는 "최근 2주간 인하요인이 있는 것은 사실이지만, 기존(3차 고시)에 반영하지 못한 인상요인도 있다"면서 "국민 부담을 종합적으로 고려해 결정하겠다"고 밝혔다. dream@newspim.com 2026-04-23 05:30
사진
미 해군장관 해상봉쇄 중 전격 경질 [서울=뉴스핌] 최원진 기자= 존 펠런 미국 해군장관이 22일(현지시간) 전격 경질됐다. 이번 경질은 미 해군이 이란 전쟁 휴전 기간 중 이란 항구에 대한 해상봉쇄를 수행하는 가운데 이뤄져 주목된다.  숀 파넬 국방부 수석 대변인은 이날 저녁 소셜미디어 엑스(X)에 "펠런 장관이 행정부를 떠난다. 이는 즉시 효력이 발생한다"라고 밝혔다. 국방부는 펠런 장관의 사임 사유를 밝히지 않았다. AP 통신은 그의 사임이 갑작스럽다며, 전날에만 해도 워싱턴DC에서 열린 해군 연례 콘퍼런스에서 연설하고 향후 추진과제에 대해 얘기를 했었다고 보도했다.  파넬 대변인은 "펠런 장관의 국방부와 해군에 대한 헌신에 감사드린다"며 "훙 카오 해군차관이 해군장관 직무대행을 맡을 것"이라고 덧붙였다.  CNN, 월스트리트저널(WSJ) 등은 소식통들을 인용, 펠런 장관이 사표를 낸 것이 아닌 해임된 것이라고 보도했다.  복수의 소식통에 따르면 펠런 장관과 피트 헤그세스 국방장관 사이에는 수개월간 갈등이 쌓여왔다. 헤그세스 장관은 펠런 장관이 함정 건조 개혁을 너무 더디게 추진한다고 불만을 품어왔으며, 펠런 장관이 자신을 거치지 않고 트럼프 대통령과 직접 소통하는 것도 문제 삼아왔다. 스티브 파인버그 국방부 부장관도 본래 펠런 장관 소관인 함정 건조와 해군 전력 획득 업무를 자신이 주도하려 했다고 소식통들은 전했다. 펠런 장관은 군 복무 경험이 없는 사업가 출신으로, 트럼프 대통령의 선거 캠프에 수백만 달러를 후원한 뒤 2025년 해군장관에 인준됐다. 이번 경질은 트럼프 행정부 들어 군 관련 장관직에서 처음으로 이뤄진 교체다. 헤그세스 장관은 취임 이후 각 군의 고위 장성 다수를 이미 경질한 바 있다. 지난해 12월 22일(현지시간) 미국 플로리다주 팜비치 마러라고 리조트에서 미 해군 '황금함대' 관련 발표하는 존 펠런 해군장관의 모습. [사진=로이터 뉴스핌] wonjc6@newspim.com   2026-04-23 08:50
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동