[서울=뉴스핌] 최현민 기자 = 고려대학교는 박정희 과학기술대 신소재화학과 교수 연구팀이 강홍석 전주대 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 물 전기분해 수소 생성 촉매인 전이금속 기반 나노 촉매를 이용해 수소에너지를 고효율, 저비용으로 생산할 수 있는 기술을 개발했다고 19일 밝혔다.

수소는 사용 시 공해 물질이 배출되지 않고 단위 무게당 가장 많은 에너지를 얻을 수 있는 에너지원이다.

[서울=뉴스핌] 최현민 기자 = 박정희 고려대학교 과학기술대 신소재화학과 교수 연구팀과 강홍석 전주대 교수 연구팀. [사진=고려대]2021.10.19 min72@newspim.com

지구상에 풍부한 물을 분해해 수소를 생산하는 물 전기분해 방법은 수소의 친환경적인 대량 생산이 가능하며, 전기에너지를 활용해 효율적인 수소생산을 가능케 해 전망이 밝은 기술로 평가된다.

연구팀은 촉매소재로 물 전기분해에 뛰어난 활성을 갖는 몰리브덴과 바나듐의 합금인 전이금속 디칼코게나이드 나노소재를 개발했다.

전이금속 디칼코게나이드 합금은 몰리브덴과 텅스텐으로 구성된 소재가 대표적이지만, 둘은 잘 섞이지 않아 관련 연구가 활발하지 않았다.

이번 연구에서는 콜로이드 용액합성법을 이용해 몰리브덴과 바나듐의 조성비를 조절한 합금 디칼코게나이드 소재로 합성하는 데 성공했으며, 조성비 변화에 따른 촉매 활성도를 확인해 단일 금속으로 있을 때 보다 훨씬 뛰어난 활성을 보인다는 것을 확인했다.

또 슈퍼컴퓨터의 양자역학적 계산으로 안정된 합금 결정 구조와 뛰어난 물 전기분해 촉매 활성 메커니즘을 설명했다.

박 교수는 "이번 연구 결과는 일반인들의 수소에너지에 필요성 및 재생에너지의 필요성을 인식시킬 수 있게 할 뿐 아니라, 초중고 학생들의 지구 환경 보존 및 신재생 에너지 교육에도 활용할 수 있을 것으로 기대한다"고 전했다. 

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