포스텍 연구진, 친환경 고체산화물 수전해전지 기술 규명

【포항=뉴시스】강진구 기자 = 포스텍(총장 김도연)은 화학공학과 한정우(사진) 교수, 박사과정 조아라 씨가 철과 니켈 합금으로 값싸고 성능 뛰어난 친환경 고체산화물 수전해전지를 만드는 기술을 규명했다고 11일 밝혔다.2019.02.11.(사진=포스텍 제공) [email protected]

【포항=뉴시스】강진구 기자 = 포스텍(총장 김도연)은 화학공학과 한정우 교수, 박사과정 조아라 씨가 철과 니켈 합금으로 값싸고 성능 뛰어난 친환경 고체산화물 수전해전지를 만드는 기술을 규명했다고 11일 밝혔다

 연구팀은 이번 연구에서 고체산화물 수전해전지의 촉매로 철이 가장 효율 높은 촉매가 될 수 있음을 이론적으로 밝히고 기존에 활용되던 니켈을 이용해 저비용·고성능의 니켈-철 합금 촉매를 제안했다.

 고체산화물 수전해전지는 물과 이산화탄소를 친환경적인 합성 연료로 전환할 수 있어 청정에너지를 만들 수 있는 기술이다. 이 과정에서 활용되는 것이 고온 동시 전기분해 기술로 기존 에너지 인프라를 그대로 사용해 남은 열과 전기로 수소 기반 청정에너지를 만들 수 있어 미래 에너지로 기대를 모으고 있다.

 하지만 이 전지는 고온을 필요로 하기 때문에 전기분해뿐 아니라 열화학반응도 동시에 발생해 실험적으로 정확한 반응 경로를 예측할 수 없는 문제점이 상존해 왔다.

 이에 연구팀은 계산화학 기반 컴퓨터 모델링을 통해 주로 쓰는 니켈 촉매 외에 11개 금속의 반응성을 계산해 활성지도를 만들어 냈다.

 이어 기존에 사용되던 고체산화물 수전해전지 시스템을 크게 바꾸지 않고 기존 상용 촉매인 니켈에 철을 합금하는 방식을 제안했다.

 연구팀은 이 합금 촉매가 기존 촉매보다 고활성을 가진다는 것도 규명했다.

【포항=뉴시스】강진구 기자 = 포스텍(총장 김도연)은 화학공학과 한정우 교수, 박사과정 조아라 씨가 철과 니켈 합금으로 값싸고 성능 뛰어난 친환경 고체산화물 수전해전지를 만드는 기술을 규명했다고 11일 밝혔다.사진은 이 연구결과가 실린 화학 분야 국제학술지 ACS 카탈리시스(ACS Catalysis)지 2월호 표지.2019.02.11.(사진=포스텍 제공)  [email protected]

이번 연구는 전기화학전지 연구와 상용화를 크게 앞당길 수 있을 것으로 학계의 관심을 끌고 있다.

 이 연구는 화학 분야 국제학술지 ACS 카탈리시스(ACS Catalysis)지 2월호 표지논문(supplementary cover)으로 선정됐다.

 이번 연구는 KIST 기관고유사업과 한국연구재단 글로벌프론티어사업, 한국연구재단 나노소재원천사업 등의 지원으로 수행됐다.

 연구를 주도한 한정우 교수는 “고체산화물 수전해전지는 기존 화학연료 기반의 인프라를 바꾸지 않고 에너지 생산 후 생기는 열에너지와 친환경적으로 생산된 전기 에너지를 활용할 수 있어 각광받고 있다“며 ”니켈 촉매를 개선하는 합금 촉매도 제시해 전기화학전지 연구와 상용화에 크게 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.

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