[대전=뉴스핌] 오영균 기자 = 충남대학교는 신소재공학과 이종현 교수 연구팀이 청정 수소 생산을 위한 필수적인 고효율·고성능 수소 발생 촉매를 개발해 반응 메커니즘을 규명하고, 수소발생 전기화학 셀을 이용, 청정 수소생산을 구현하는 데 성공했다고 2일 밝혔다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 Small Methods (IF: 15.367, 2022, Publisher Wiley-VCH) 올해 첫 발행 (Vol. 7, Issue. 1) 표지논문으로 게재됐으며 신소재공학과 정경진 박사 과정 연구원이 제1 저자, 이종현 교수가 교신 저자로 참여했다.

충남대 이종현 교수 연구팀은 기존의 문헌에서 보고된 단 결정 수소발생 촉매 대비 효율이 약 30% 개선된 '특정 결정면 성장 티타늄 카바이드(TiC) 기반 촉매'를 개발해 자체 촉매 합성 및 수소발생 성능 평가를 수행했고, 이를 통해 비 백금 기반 전이금속 촉매의 상용화 가능성을 제시했다.

또 연구팀은 전이금속 기반의 촉매에서 특정 결정면이 수소발생 반응에서 우세한 반응을 나타낸다는 것을 확인하고 촉매의 결정면을 제어, 성장하는 촉매 합성법을 개발했다.

아울러 촉매층 내 구성 물질들 중 수소흡착·탈착 반응의 주요 인자를 밀도범함수 이론 기반의 양자역학 모델링 기법에 적용해 반응 메커니즘 또한 규명했다.

이종현 교수는 "이번 연구는 기존 백금 기반의 촉매를 대체할 수 있는 촉매의 개발과 이를 촉매 전극으로 구현 시 촉매층 내부의 수소발생반응 참여 인자 규명을 통해 수소경제시대 실현을 위한 새로운 소재 구조와 합성 기술을 제시한 의미 있는 연구라고 생각된다"고 말했다.

또 "이번 기술을 티타늄 외에 몰리브데늄, 텅스텐, 탄탈륨 등 비백금 기반 다양한 전이금속 기반 촉매를 개발하는 데 활용하겠다"며 기존 백금 촉매를 대체할 수 있는 가능성을 제시함으로써 대한민국이 수소경제시대 기술 선진국으로 나아가는 데 앞장서겠다"고 말했다.

한편 이번 연구성과 및 기술은 논문 게재 이전에 특허출원을 진행했으며 현재 특허출원 2건이 진행 중이다.

gyun507@newspim.com