창원대 정대운 교수팀, 폐자원 수소화 촉매 수명 연장법 찾았다

캐나다 콘코르디아대 황재훈 교수팀과 국제 공동연구

고성능 Co/CeO2 촉매 개발…기술 상용화 돌파구 마련

[창원=뉴시스]폐자원 수소화 촉매 수명 연장 기술을 개발한 국립창원대 정대운 교수 연구팀.(사진=국립창원대 제공)2025.01.16. [email protected]

[창원=뉴시스]홍정명 기자 = 국립창원대학교는 스마트그린공학부 환경에너지공학전공 정대운 교수 연구팀이 캐나다 콘코르디아(Concordia) 대학교 건축, 토목 및 환경공학과 황재훈 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 폐기물 유래 합성가스로부터 수소를 생산하는 WGS 공정 상용화를 저해하는 기존 촉매의 짧은 수명 문제를 해결할 방안을 찾았다고 16일 밝혔다.

연구 성과의 핵심은 수성 가스 전이 반응(WGS : Water Gas Shift Reaction)에 사용되는 Co 기반 촉매의 수명 연장 방법을 찾음으로써 폐자원 수소화 기술 상용화의 돌파구를 마련했다는 점이다.

특히, 지지체 제조 과정에서 침전제 종류와 혼합 비율을 최적화해 기존 상용 촉매의 한계 조건을 약 200배 초과하는 가혹한 환경에서도 50시간 이상 성능을 유지할 수 있는 Co/CeO2 촉매를 개발했다고 강조했다.

이 촉매는 기존 Fe 기반 상업용 촉매 대비 20% 이상 높은 성능을 보였다. 침전제 종류와 비율이 촉매 성능과 안정성에 직접적으로 영향을 미치는 요인임을 입증했다.

이번 연구 성과는 상용화 가능성을 높이는 데 중요한 진전으로 평가되고 있다.

현재 관련 기술에 관해 국제 공동 논문 6건이 심사 중이다.

연구팀은 원천 기술 실용화를 위한 대용량화 기술 개발을 위해 국립창원대, 콘로르디아대, 마히돌대 및 한국생산기술연구원, 토론토대 등과 전문 분야별 연구를 위해 긴밀히 협력하고 있다.

이 과정에서 연구팀은 수백 ㎏ 단위의 대용량화 기술을 확립했으며, 스케일업 과정에서 발생할 수 있는 문제점을 분석 및 해결해 2억원 규모 기술 이전을 추진하고 있다.

[창원=뉴시스]국립창원대 정대운 교수 연구팀의 폐기물을 이용한 수소 생산 촉매의 안정성 향상 연구 요약도.(자료=국립창원대 제공) 2025.01.16. [email protected]

정대운 교수는 "폐자원 수소화 플랜트와 같은 미래 신산업화를 위한 대형 융복합 플랜트 기술 완성에는 다양한 주체 간 견고한 협력이 필수적이다"고 강조했다.

그는 "특히 첨단 기술 개발과 실용화를 위해 국제 공동 연구가 매우 중요하며, 초기 단계의 자금 지원과 국제 파트너와의 협력 강화와 같은, 구체적인 지원책을 포함한 체계적 시스템 구축이 중요하다"고 말했다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단 기초 연구 사업 중견 연구 지원 사업, 차세대 유망 시드(seed) 기술 실용화 패스트 트랙 사업, G-LAMP(램프) 사업 등의 지원을 받아 수행됐다.

연구 성과는 국제 저명 학술지 Fuel(Impact Factor: 6.7, JCR 상위 13%, 화학공학 분야 23위)에 오는 3월 발표할 예정이다.


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