갤럭시 자동차 뉴스? 수소 연료 자동차로 대표되는 수소 경제 발전을 촉진하는 관건은 저비용으로 전기를 생산할 수 있는 수소를 생산하는 것이다. 수소를 만드는 방법은 여러 가지가 있는데, 이를테면 부산물 수소 포착, 화석연료 재편 수소 생산, 전해수 수소 생산 등이 있다. 그 중에서도 전해수로 수소를 생산하는 방법은 환경 친화적인 방법이지만 촉매제의 사용은 효율성과 가격 경쟁력을 결정하는 가장 중요한 요인이다. 전해수 장치는 수소 반응을 가속화하고 내구성을 높이기 위해 플루토늄 (Pt) 촉매제를 사용해야 하기 때문이다. 그러나 촉매제의 성능은 매우 좋지만, 그 비용은 매우 높아서 가격면에서 다른 수소 생산 방법보다 경쟁력이 없다.

(출처: 한국 과학기술원)

전해질이 물에 용해되는 상황에 따라 물 전기 분해 장치가 달라질 수 있다. 예를 들어, 값비싼 플루토늄 촉매제 대신 과도금속으로 만든 촉매제를 사용하더라도 양성자 교환막 (PEM) 을 사용하는 장치는 고속 수소반응을 실현할 수 있다. 따라서 많은 연구들이 이 기술의 상업화에 집중되어 있다. 그러나 이런 연구는 높은 반응성을 실현하는 데 중점을 두고 있지만 전기화학 환경에서 부식하기 쉬운 과도금속의 내구성을 높이는 연구는 간과되고 있다.

외신에 따르면 한국과학기술원 (KIST) 의 한 연구팀은 장기적 내구성을 지닌 과도금속으로 만든 촉매제를 개발해 수소 생산 효율을 높이고 텅스텐을 사용하지 않는 비백금 촉매의 내구성 문제도 극복했다.

연구팀은 스프레이 열분해 공정을 통해 소량의 티타늄 (Ti) 을 저비용 과도금속 인화 몰리브덴 (MoP) 에 주입했다. 몰리브덴은 가격이 저렴하고 처리하기 쉬우며 에너지 변환 및 에너지 저장 장비의 촉매제로 자주 사용되지만, 그 약점은 산화되기 쉬우므로 부식된다.

연구진은 촉매제의 합성 과정에서 각 재료의 전자 구조가 완전히 재구성되어 결국 플루토늄 촉매제와 같은 산소 발생 반응 (HER) 활동을 이뤄냈다는 사실을 발견했다. 전자 구조의 변화는 부식성이 높은 문제를 해결했기 때문에 촉매제의 내구성은 기존의 과도금속 기반 촉매제보다 26 배 높아 비백금 촉매의 상업화를 가속화할 수 있다.

이 글은 자동차 작가 자동차의 집에서 온 것으로, 자동차의 집 입장을 대표하지 않는다.