고려대 교수 공동연구팀, '무전원 수소 누출 감지' 센서 개발

[서울=뉴시스]이예인 인턴 기자 = 고려대학교 교수 공동연구팀이 전기가 끊겨도 수소 누출을 실시간으로 확인할 수 있는 무전원 센서를 개발했다.

9일 고려대에 따르면 유용상 보건과학대학 바이오의공학부 교수와 고려대 KU-KIST 융합대학원 김명기 교수 공동연구팀은 노준석 포스텍 교수·경북대·서강대 연구진과 함께 이 같은 수소 감지 센서를 개발했다.

수소가 닿으면 센서의 색이 즉각 변하는 원리를 통해 별도의 전원이나 측정 장비 없이도 수소 누출 여부를 확인할 수 있다.

수소는 색과 냄새가 없어 누출을 알아채기 어렵고, 기존 전자식 센서는 정전 시 작동하지 못한다. 연구팀은 팔라듐의 수소 반응과 빛을 가두는 광학 구조를 결합해 화학 반응을 눈에 보이는 색 변화로 증폭했다.

그 결과 노출 2초 만에 맨눈으로 구별 가능한 색 변화를 구현했다. 수소 주입·배출을 30회 이상 반복해도 초기 성능의 90% 이상을 유지했으며, 대기 중 60일간 보관한 뒤에도 87~94%가 유지됐다.

센서를 얇은 페트(PET) 필름으로 제작하면 수소 충전소, 수소차, 수소 배관 등에 부착할 수 있다. 특히 팔라듐 배열을 달리하면 누출 시에만 'H₂' 경고 문구, QR코드 등이 보이게 설계할 수 있다

유용상 교수는 "팔라듐 위치와 나노 형태를 광학 공진기 안에서 설계해 화학 반응을 색 변화로 증폭시킨 것이 핵심"이라고 말했다.

김명기 교수는 "빛의 정상파와 반응성 소재 사이의 공간적 결합을 제어해 특정 반응이 일어날 때만 소재 변화를 빛으로 볼 수 있다는 점이 중요하다"고 말했다.

연구팀은 향후 수소 안전 모니터링뿐 아니라 화학 반응을 시각적으로 보여주는 보안·디스플레이 소자 등으로 기술을 확대할 계획이다.


◎공감언론 뉴시스 yein020528