전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
전국 대전·세종·충남

속보

더보기

IBS, 20배 싸고 4배 더 지속 '수소 생산 촉매' 개발

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = 국내 연구진이 20배 저렴하면서 더 오래 사용할 수 있는 수소 생산 촉매를 개발했다.

기초과학연구원(IBS)은 나노구조물리 연구단 이효영 부연구단장(성균관대 화학과 펠로우교수) 연구진이 원가가 20배 싸면서 생산성이 약 6배 높고 최소 4배 길게 지속되는 물 분해 촉매를 개발했다고 24일 밝혔다.

물 전기분해 비용을 획기적으로 절감해 친환경 수소 보급에 기여할 것으로 기대된다.

연구진이 개발한 전기촉매 결정 구조 및 물 분해 과정[사진=IBS] 2020.11.24 memory4444444@newspim.com

수소 생산 방법 중 유일하게 이산화탄소가 발생하지 않는 친환경 방법은 전기분해다. 물(H2O)을 수소(H2)와 산소(O2)로 분해하는 것이다.

이때 산소 발생 반응이 매우 느려 전체 물 분해 속도가 저하되면서 생산성을 낮추는 원인이 된다. 생산 속도를 높이는 촉매로 루테늄 산화물(RuO2)과 이리듐 산화물(IrO2)이 쓰이지만 가격이 1kg 당 7만 달러가 넘고 24시간 이상 지속되기도 어려웠다.

이에 연구진은 저렴한 전이 금속인 코발트, 철, 극소량의 루테늄(Ru)위에 산소 원자를 부착해 촉매를 개발했다. 이는 기존 촉매보다 20배 저렴하면서 성능이 뛰어나고 최소 100시간 이상 지속이 가능한 결과를 보였다.

높은 성능의 촉매를 만들기 위해서는 속도 결정 단계가 중요하다. 전기분해 과정에서 산소는 4단계를 거쳐 만들어진다. 이 중 산소 발생 직전 단계인 OOH는 안정화가 어려워 다음 단계인 산소 발생 효율이 낮았다. OOH 생성은 가장 많은 에너지가 드는 속도 결정 단계로 OOH가 불안정하면 다음 단계인 산소가 되지 못하고 이전 단계로 돌아온다.

연구진은 촉매 표면에 산소를 미리 흡착하면 OOH를 안정화시킬 것이라고 예상했다. 이에 따라 표면 산소량을 조절하기 쉬운 코발트-철 합금을 만들어 실험을 진행했다.

그 결과 촉매 결정에 산소 원자 8개를 붙였을 때 가장 산소 발생량이 높음을 확인했다. 여기에 루테늄 원자를 더해 속도 결정단계에서 에너지 장벽을 줄이고 이를 전기 전도도가 높은 다공성 탄소층 위에 붙였다.

이렇게 개발한 촉매는 기존 대비 생산량이 약 6배 많았고 훨씬 낮은 전압으로 산소를 발생시킬 수 있었다. 산소 발생속도가 빠를수록 전류밀도가 증가하는데 기존 산화 루테늄(RuO2)은 제곱센티미터 당 10 밀리암페어(mA/cm2)의 전류 밀도를 얻기 위해 298 밀리볼트(mV)을 필요로 했다.

반면 연구진이 개발한 전기촉매는 180 밀리볼트가 필요하다. 낮은 전압으로 물 분해가 가능해 에너지 효율이 높다는 뜻이다.

이밖에 이 촉매는 최소 100시간 이상 유지될 수 있었다. 기존 루테늄 산화물 촉매는 산화가 잘 되어 성능을 24시간 이상 유지하기 힘들었다. 이번에 사용한 코발트-철 합금은 산화가 덜 돼 100시간 이후에도 구조 변화가 없음을 확인했다.

기초과학연구원(IBS)은 나노구조물리 연구단 이효영 부연구단장[사진=IBS] 2020.11.24 memory4444444@newspim.com

이효영 부연구단장은 "물 분해를 통한 친환경 수소를 석유·석탄 부생 수소보다 싼 가격으로 만드는 일은 오랫동안 한계에 직면해 있었다"며 "저렴한 고효율 산소 발생 촉매를 개발함으로써 탈탄소화 친환경 수소경제에 한 걸음 다가설 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

이번 연구 결과는 환경·에너지 분야 세계적인 권위지인 '에너지&환경과학 (Energy & Environmental science)' 온라인판에 지난 4일 게재됐다.

memory4444444@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
김정관 "대한상의 담당자 법적조치" [세종=뉴스핌] 최영수 선임기자 = 김정관 산업통상부 장관은 9일 대한상공회의소의 이른바 '가짜뉴스 보도자료'에 대해 "법정단체로서 공적 책무와 책임을 망각한 사례"라고 지적했다. 김정관 장관은 이날 오전 서울 종로구 무역보험공사에서 '6개 경제단체와 긴급현안 점검회의를 개최하고 이 같이 언급했다. 이날 회의에는 문제를 일으킨 대한상공회의소를 비롯해 한국경제인협회, 한국무역협회, 한국경영자총협회, 중소기업중앙회, 한국중견기업연합회 등 경제 6단체 상근부회장이 참석했다. [서울=뉴스핌] 류기찬 기자 = 김정관 산업통상부 장관이 9일 오전 서울 종로구 한국무역보험공사에서 열린 경제단체 긴급현안 점검회의에서 모두발언을 하고 있다. 2026.02.09 ryuchan0925@newspim.com 이번 회의는 미국 관세협상, 고환율 등 우리 경제의 대내외 여건과 주요 경제단체들의 현안을 점검하고, 특히 최근 상속세 관련 대한상공회의소 보도자료에서 촉발된 '가짜뉴스' 사안에 대해 인식을 공유하고, 재발을 차단하기 위해 마련됐다. 김 장관은 우선 "대한상의를 소관하는 주무장관으로서 국민들께 깊이 사과드린다"면서 유감을 표했다. 이어 "상속세 부담에 자산가 유출 세계 4위라는 지난주(3일) 대한상공회의소 보도자료는 법정단체로서 공적 책무와 책임을 망각한 사례"라고 질타했다. 그는 "대한상공회의소가 상속제 제도 개선을 목적으로 인용한 통계의 출처는 전문조사기관이 아니라 이민 컨설팅을 영업목적으로 하는 사설업체의 추계에 불과하다"면서 "이미 다수의 해외 언론과 연구기관이 해당 자료의 신뢰성에 심각한 문제가 있다고 지적했으나, 대한상공회의소는 최소한의 검증 절차조차 거치지 않은 채 자료를 인용·확산시켰다"고 지적했다. [서울=뉴스핌] 류기찬 기자 = 김정관 산업통상부 장관이 9일 오전 서울 종로구 한국무역보험공사에서 열린 경제단체 긴급현안 점검회의에서 모두발언을 하고 있다. 2026.02.09 ryuchan0925@newspim.com 또한 "해당 컨설팅업체 자료 어디에도 상속세 언급은 없음에도 대한상공회의소는 자의적으로 상속세 문제로 연결해 해석했다"고 질타했다. 특히 "보도자료에 인용된 '최근 1년간 우리나라 백만장자 유출이 2400명으로 두 배 증가했다'는 내용도 국세청에 따르면. 연평균 139명에 불과해 명백히 사실이 아니다"라고 바로잡았다. 김 장관은 "이번 사안은 국민과 시장을 혼란에 빠뜨리고 정책 환경 전반에 대한 신뢰를 훼손하는 심각한 사안"이라고 규정했다. 이에 산업부는 "대한상공회의소의 해당 보도자료 작성·검증·배포 전 과정에 대해 즉각 감사를 착수했다"면서 "추후 감사 결과에 따라 담당자 문책, 법적 조치 등 엄중하게 책임을 물을 계획"이라고 제시했다. 아울러 "정부 정책과 현장 간의 간극을 최소화하기 위해 2월 말부터 주요 단체, 협회들과 '정책간담회'를 정례화해 이어 갈 계획"이라고 밝혔다. [서울=뉴스핌] 류기찬 기자 = 9일 오전 서울 종로구 한국무역보험공사에서 경제단체 긴급현안 점검회의가 열리고 있다. 2026.02.09 ryuchan0925@newspim.com dream@newspim.com 2026-02-09 09:03
사진
李대통령 '잘한다' 55.8% [리얼미터] [서울=뉴스핌] 김미경 기자 = 이재명 대통령 국정수행 지지도가 55.8%로 2주 연속 상승세를 보였다는 여론조사 결과가 9일 나왔다. 리얼미터가 에너지경제신문 의뢰로 지난 2∼6일 진행한 여론조사에서 이 대통령이 국정수행을 잘 했다는 긍정평가는 55.8%였다. 지난 조사보다 1.3%포인트(p) 오른 수치다. [서울=뉴스핌] 이재명 대통령이 지난 6일 창원 성산구 창원컨벤션센터에서 열린 '경남의 마음을 듣다' 타운홀미팅 간담회에서 미소를 짓고 있다. [사진=청와대] 2026.02.07 photo@newspim.com 이 대통령이 국정수행을 못 했다는 부정평가는 39.1%로 지난 조사보다 1.6%p 떨어졌다. '잘 모름'은 5.1%로 확인됐다. 리얼미터는 "부동산 다주택 투기 규제 및 물가 관리 등 체감도 높은 민생대책과 더불어 대기업 채용 유도, 남부내륙철도 착공과 같은 경제 활성화·균형 발전 행보가 지지율 상승을 견인한 것으로 판단된다"고 분석했다. 지난 5∼6일 진행한 정당지지도 조사에서 더불어민주당 지지율은 지난주보다 3.7%p 오른 47.6%, 국민의힘 지지율은 2.1%p 떨어진 34.9%로 각각 집계됐다. 민주당은 3주 연속 상승세를 보였고, 국민의힘은 2주 연속 하락했다. 이어 조국혁신당은 2.6%, 개혁신당은 3.3%, 진보당은 1.3% 지지율을 기록했다. 무당층은 8.9%였다. 리얼미터는 두 조사 모두 무선 자동응답 방식으로 진행했으며, 대통령 국정수행 지지도 조사의 표본오차는 95% 신뢰수준에 ±2.0%p, 정당 지지도 조사 표본 오차는 95% 신뢰수준에 ±3.1%p다. 대통령 국정수행 지지도 조사 응답률은 5.2%, 정당 지지도 조사 응답률은 4.6%였다. 자세한 내용은 중앙선거여론조사심의위원회 홈페이지를 참조하면 된다. the13ook@newspim.com 2026-02-09 09:03
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동