한-미 연구팀, 수소 손쉽게 양산할 수 있는 기술 개발

한·미 공동연구팀이 청정에너지원인 수소를 손쉽게 대량 생산할 수 있는 기술을 개발했다.

포스텍은 진현규 기계공학과 교수와 아룬마줌다 미국 스탠포드대 기계공학과 교수팀, 윌리엄 추에 재료공학과 교수팀이 공동으로 수소를 양산할 수 있는 폴리-양이온 산화물을 발견했다고 25일 밝혔다.

진현규 포스텍 기계공학과 교수
진현규 포스텍 기계공학과 교수

수소는 수소자동차와 니켈-수소전지 등 청정에너지원으로 각광받지만 전체 생산량의 90%를 이산화탄소를 많이 배출하는 스팀-메탄 개질방법으로 생산한다.

대안으로 최근 2단계 열화학적 물분해 기술이 개발됐지만 고온에서만 반응이 일어난다는 한계때문에 상용화가 어려웠다.

ⓒ게티이미지뱅크
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진 교수 공동연구팀은 2단계 열화학적 반응을 통해 촉매물질을 이용해 물로부터 수소와 산소를 분리, 수소를 생산하는 방법을 활용했다. 물분해 반응온도를 결정하는데 물질 내부 무질서도가 중요한 역할을 한다는 점에 착안해 2단계 열화학적 물분해 반응을 거치는 동안 무질서도가 크게 변화할 수 있는 폴리-양이온 산화물을 개발했다.

폴리-양이온 산화물을 사용하면 이전보다 크게 낮은 온도인 1100도씨 미만에서도 수소를 분해할 수 있다. 이렇게 되면 기존 화학공정시설을 활용할 수 있어 대량생산에 용이하고 산업현장에서 쉽게 활용될 수 있다.

진현규 교수는 “2단계 열 화학적 물 분해 반응을 통한 수소 생산기술은 경제성 및 상용화 가능성에서 높은 평가를 받고 있음에도 불구하고 높은 온도를 필요로 했기 때문에 상용화가 늦어지고 있었다”면서 “폴리-양이온 산화물의 발견으로 이산화탄소 발생 없는 수소 대량생산 기술의 상용화에 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.

포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com