[월간수소경제 성재경 기자] 버터와 팥을 납작하게 겹친 ‘앙버터’ 형태로 촉매를 겹쳐 수소생산량을 높이는 기술이 나왔다. 

철·니켈(NiFe) 이중층 수산화물(layered double hydroxide, LDH) 표면에 백금(Pt)을 납작하게 겹쳐 수소생산 효율을 크게 높였다.

POSTECH(포항공과대학교)은 화학과 이인수 교수·슈만 듀타(Soumen Dutta) 연구조교수, 박사과정 홍유림 씨 연구팀이 신소재공학과 최시영 교수, 화학공학과 한정우 교수와 함께 발표한 이번 연구성과가 최근 국제 학술지 ‘미국화학회지(Journal of the American Chemical Society)’에 보충표지논문(Supplementary Cover)으로 실렸다고 지난 5월 25일 밝혔다. 

백금은 수소와 잘 결합해 수소 생성에 가장 적합한 촉매물질로 알려진다. 다만 물 분해 능력이 떨어져, 이를 보완하기 위해 철·니켈 수산화물과 결합하는 연구가 이뤄지고 있다. 

이인수 교수팀은 이미 다공성 2차원 백금 나노판 사이에 2D 니켈·철 수산화물 나노판이 끼어 있는 샌드위치 형태의 하이브리드 물질을 합성하는 데 성공한 바 있다. 이 물질은 수 나노미터(nm) 두께의 철·니켈 수산화물 표면에 약 1nm의 백금 층을 성장시키는 방법으로 만들어졌다. 

이번에는 백금 층을 별도로 얇게 만들어 합성시키는 방법을 시도했다. 연구팀은 한정된 2D 나노공간에서 백금의 위아래 결정면이 모두 평평하게 자라나게 해, 철·니켈 수산화물과 더 효과적으로 반응하도록 했다. 이 촉매는 넓은 계면에 걸쳐 밀접하게 붙어 있는 철·니켈 수산화물과 백금 사이에서 상호보조적인 효과가 일어난다. 

그 결과 기존의 촉매물질(20wt%-Pt/C) 대비 11.2배 높은 활성이 나타났으며, 오랜 기간 안정적으로 기능이 유지됐다. 

이인수 교수는 “이 촉매는 알칼리 수전해용 촉매물질 중 최고 수준의 활성과 안정성을 보였다”며 “저탄소 에너지원으로 가장 중요하게 여겨지는 그린수소의 생산성을 크게 높일 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.