[서울=뉴시스]이예인 인턴 기자 = 광운대학교는 이지훈 전자공학과 교수 연구팀이 고온·고출력 환경을 견디는 '망간-니켈-붕소-인화물 원형 마이크로클러스터(Mn-Ni-B-P CMC)' 전기 촉매를 개발했다고 29일 밝혔다.

이번 연구는 슈미야 박사과정생이 제1저자, 이지훈 교수가 교신저자를 맡았으며 정영욱 광운대 교수 등 다수의 연구진이 함께 참여했다. 

녹색 수소는 생산 과정에서 온실가스를 배출하지 않고 연소 시 소량의 물만 발생해 기후 변화 대응에 필수적인 청정에너지다.

이를 생산하는 핵심 기술인 '전기화학적 물 분해'는 화석 연료 의존도를 줄이고 탄소 중립에 기여할 수 있지만, 지속 가능한 구현을 위해서는 비용 효율적이고 내구성이 뛰어난 전기 촉매 개발이 필수적이다.

특히 실제 산업에 적용하려면 고온의 알칼리 조건에서 장시간 견디면서 수소 발생(HER)과 산소 발생(OER) 반응의 에너지 장벽을 낮출 수 있는 저비용·고성능 이중기능 전기 촉매가 요구된다.

연구팀은 단일 단계 수열 합성법으로 'MnNiBP CMC'를 합성해 전체 물 분해용 이중기능 전기 촉매로 구현했다. 이 촉매는 낮은 HER·OER 전압을 나타내고, 낮은 이중기능 셀 전압을 유지해 효율적인 분해 작동 성능을 보였다.

산업 조건에서도 탁월한 성능을 입증했다. 높은 전류 밀도에서 150시간 연속 작동해도 성능 저하가 거의 없었으며, 하이브리드 시스템 양극 도입 시 기록적인 저전압을 달성했다.

슈미야 연구원은 "앞으로 우수한 연구 성과를 추가 발표해 선진 연구 기관에서 연구를 이어가고 싶다"고 말했다.

한편 이번 연구는 교육부와 한국연구재단이 주관하는 '두뇌한국(BK)21 플러스' 및 중점연구소 사업, 광운대의 지원으로 수행됐다. 연구 결과는 엘스비어 과학 전문 학술지 '머티리얼스 리포트: 에너지' 온라인판에 게재됐다.


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