태양광·풍력 등 재생에너지를 활용하는 수소 생산 시스템에서는 에너지원 특성상 전력 공급이 일정하지 않아, 수전해 장치 부하가 지속적으로 변화한다.
한국과학기술원(KAIST·총장 이광형) 연구진이 이런 전력 부하 변동 환경에서, 촉매 열화(성능 저하)를 정량 진단할 수 있는 세계 최초 방법론을 제시했다.
KAIST는 정동영 생명화학공학과 교수팀이 수전해 시스템 촉매의 실질 수명을 예측할 수 있는 새로운 평가 지표인 '운영 안정성 지수(OSF)'를 개발했다고 21일 밝혔다.
OSF는 수전해 장비가 반복적으로 작동 및 정지하는 과정에서 발생하는 촉매 열화 정도를 수치로 반영, 실제 운전 조건에서 내구수명을 더 정확하게 예측하도록 설계됐다.
OSF가 100%면 부하 변동 중에도 촉매가 전혀 손상되지 않는다는 뜻이고, 99%면 매번 시스템이 꺼질 때마다 1%씩 촉매가 손상된다는 의미다.
향후 이 지표로 내구성을 고려한 운전 조건 최적화가 가능해지며, 장수명 수전해 시스템 운영 전략 수립에 중요한 기준으로 활용될 수 있다.
정동영 교수는 “OSF는 수전해 촉매 장기 수명을 수치로 예측할 수 있는 강력한 평가 기준으로, 향후 내구성 진단을 위한 국제 표준으로 발전할 가능성이 크다”고 밝혔다.
해당 논문은 김진엽 생명화학공학과 박사과정 연구원이 제1 저자로, 에너지 분야 최고 권위지 중 하나인 'ACS 에너지 레터스'에 지난 2일 자 게재됐다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단 소재 글로벌 영커넥트 사업, KAIST 도약과제 지원을 받아 수행됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
