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
국회, 한성숙 청문보고서 채택 [서울=뉴스핌] 송기욱 기자 = 한성숙 국무총리 후보자에 대한 국회 인사청문 심사경과보고서가 30일 더불어민주당 주도로 채택됐다. 국민의힘은 회의에 불참했다. 국회 국무총리 임명동의에 관한 인사청문특별위원회는 이날 오전 제5차 회의를 열고 한 후보자 임명동의안 심사경과보고서 채택의 건을 의결했다. [서울=뉴스핌] 이건주 기자 = 26일 오전 서울 여의도 국회에서 한성숙 국무총리 후보자의 인사청문회가 열리고 있다. 2026.06.26 kunjoo@newspim.com 백혜련 위원장은 "전날까지가 청문보고서 채택 마감일이었다"며 "계속해서 국민의힘 의원님들을 설득하고 함께 합의 채택하기를 요청드렸지만 오늘 이 자리까지도 오시지 않았다"고 말했다. 특위는 보고서 종합의견 일부 문구를 수정한 뒤 한 후보자 임명동의안 심사경과보고서를 채택했다. 보고서에는 한 후보자가 국무총리로서 적합하다는 다수 의견과 함께, 국민의힘이 청문 과정에서 제기한 부적격 의견도 함께 담겼다. 한 후보자 임명동의안은 이날 오후 본회의 표결 절차를 밟을 전망이다. 국무총리 임명동의안은 본회의에서 재적의원 과반 출석과 출석의원 과반 찬성으로 의결된다. 민주당이 과반 의석을 확보하고 있는 만큼 국민의힘이 표결에 불참하거나 반대표를 던지더라도 인준안 처리는 가능한 구조다. oneway@newspim.com 2026-06-30 11:58
사진
골드만삭스 "금 랠리 안 끝났다" [시드니=뉴스핌] 권지언 특파원 = 최근 4개월간 부진했던 금 가격이 올해 랠리의 종료를 의미하는 것은 아니라는 분석이 나왔다. 골드만삭스 원자재 리서치 공동 헤드 사만다 다트는 지난 주말 보고서에서 "금은 아직 끝나지 않았다(Gold is not done)"고 주장했다. 다트와 연구팀은 금이 2022년 이후 123% 상승했다는 점을 짚으면서 "구조적 요인과 향후 경기순환적 요인 모두에 힘입어 추가 상승 여력이 있다고 본다"고 설명했다. 금 선물 가격 1년 추이 [AI 일러스트=권지언 기자] ◆ "2026년 말 온스당 4,900달러"…중앙은행 자산 다변화가 핵심 동력 연초 대비 금 가격은 6% 이상 하락한 상태로, 지난 1월 말 사상 최고치를 기록한 이후 조정이 이어지고 있다. 다트는 "구조적으로는 2022년 러시아 외환보유액 동결 이후 이어지고 있는 신흥국(EM) 중앙은행의 자산 다변화가 2026년 말 금 가격 전망치 4,900달러/온스의 근간"이라고 말했다. 연구팀은 또 세계금협회(World Gold Council) 조사에서 올해 2~5월 사이 조사 대상 중앙은행 76곳 중 45%가 향후 12개월 내 금 보유량을 늘릴 계획이라고 응답했다며, 이는 사상 최고 수준이라고 덧붙였다. ◆ 단기 변수는 매파적 연준…ETF 수요는 점진적 회복 전망 다만 경기순환적 측면에서는 단기 역풍도 존재한다. 매파적인 연준 기조가 통화가치 희석(디베이스먼트) 우려를 잠재우고 있는 데다, 시장이 인플레이션 우려 속에 올해 연준의 금리 인상 가능성을 가격에 반영하면서 금리에 민감한 상장지수펀드(ETF) 수요가 압박받고 있다는 설명이다. 다트는 "이러한 역풍은 시간이 지나며 적어도 부분적으로는 반전될 것으로 본다"고 밝혔다. 연구팀은 ETF 포지션이 점차 늘어날 것으로 예상했는데, 이는 연준이 올해는 금리를 동결하고 인하 사이클은 내년 하반기로 미룰 것이라는 골드만삭스 이코노미스트들의 전망과도 일치한다. 다트는 "중기적으로는 서구권의 재정 건전성 우려를 포함한 거시적 변화가 결국 민간 부문의 금 분산투자를 가속화하면서, 금 가격 전망 리스크는 여전히 상방으로 기울어져 있다"고 강조했다. 귀금속 가격은 지난 2월 말 이란 전쟁 발발 이후 급락세를 보이며 금값은 약 24% 떨어졌다. 유가 상승에 따른 인플레이션 지표 악화로 매도세는 더욱 가팔라졌다. 원유 가격이 일부 후퇴했음에도 불구하고, 끈질긴 인플레이션과 견조한 노동시장이 연준으로 하여금 금리를 더 오래 동결하거나 연내 추가 인상에 나서게 할 수 있다는 우려가 투자자들 사이에서 커지고 있다. kwonjiun@newspim.com 2026-06-30 11:21
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