재료硏, 음이온교환막수전해 소재-부품-시스템 전주기 통합 기술 개발

한국형 수소 생산 모델 및 소재-부품-시스템 전주기 통합 기술 개요(자료제공: KIMS)

재료연구소(KIMS·소장 이정환)는 최승목 표면기술연구본부 에너지융합소재연구센터 연구팀이 수전해 성능과 내구성을 동시에 높일 수 있는 ´촉매 일체형 전극´을 세계 처음으로 개발했다고 지난달 25일 밝혔다.
청정 그린수소 생산에 적합한 수전해 기술 가운데 ´음이온 교환막 수전해´는 비귀금속 촉매를 사용해 고순도 수소를 저가로 안전하게 생산할 수 있다.
하지만 복잡한 전극화 공정은 전체 시스템 운용과 수소 생산 비용 증가의 주요 원인이다. 연구팀은 기능성 표면처리에 형상제어도 가능한 원스텝 촉매전극 직접성장 기술을 개발하고, 촉매 활성과 내구성을 동시에 높일 수 있는 촉매 일체형 전극 개발에 적용해 이 문제를 해결했다. 자체 신규 도금 방법으로 직접성장한 촉매층에 고기능성 표면처리를 해 전도도를 개선했다. 3차원 형상제어로 물질 전달저항을 낮췄다. 연구팀은 개발 기술을 실제 음이온 교환막 수전해 시스템에 적용하기 위해 실증 연구를 진행하고 있다.
이규환 재료연구소 부소장은 “전극 제작공정이 단순화됨으로써 활성과 내구성이 동시에 향상된 수전해용 촉매 일체형 비귀금속전극 제작이 가능해졌다”며, “이를 통해 소재-부품-시스템 전주기 통합 기술을 완성하여 국내외 산학연에서 개발되는 소․부․장의 성능평가 지원으로 수소 생태계 조기 정착에 기여할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.