월간수소경제 = 이상현 기자 | 버려지는 플라스틱으로 수소를 만들 수 있는 길이 열렸다. 기초과학연구원(IBS)은 나노입자 연구단 현택환 단장(서울대 화학생물공학부 석좌교수)은 이병훈 고려대 KU-KIST 융합대학원 조교수 ,김민호 경희대 교수팀과 공동으로 세계 최고 효율의 촉매를 개발했다고 지난 6일 밝혔다. 이 촉매 1g으로 수소를 시간당 3.7L 생산할 수 있으며 폐플라스틱 광 개질 반응에 적용 시 98%의 플라스틱이 수소로 전환됐다. 백금(Pt)을 비롯한 귀금속계 촉매는 좋은 성능을 보유했으나 비싼 가격으로 인해 산업적 규모
월간수소경제 = 성재경 기자 | UNIST 에너지화학공학과 류정기 교수와 KAIST 신소재공학과 서동화 교수 공동연구팀이 높은 효율과 안정성을 가진 고순도의 그린수소 생산용 이기능성(Bifunctional) 수전해 촉매를 개발했다.이번에 개발된 촉매(RuSiW)는 부식성이 강한 산성의 환경에서 장시간 사용이 가능하다. 루테늄(Ru)과 실리콘(Si), 텅스텐(W)을 기반으로 개발된 촉매라 기존 백금(Pt)이나 이리듐(Ir) 촉매에 비해 생산비가 상대적으로 저렴하다. 온실가스 배출량도 1/4 이하로 낮출 수 있어 친환경적이다.특히 수전
월간수소경제 = 성은숙 기자 | 국내 수소시장이 부침을 거듭하는 상황 속에서도 에너지 솔루션 전문 기업 비나텍은 적극적인 투자를 이어가고 있다. 지난 2021년 수소연료전지 소재·부품 연구개발과 생산시설 확대를 위한 시설투자(97억 원)를 결정한 데 이어 2023년 11월 말 신규시장 대응을 위한 생산시설 확보를 위해 90억 원 규모의 투자를 진행한다고 공시했다. 이같은 비나텍의 행보는 ‘위기에 투자한다’는 공격적인 경영전략을 넘어 에너지 산업의 대전환기 속에서 사업 성공에 대한 강한 확신을 갖고 있는 것으로 여겨진다.1999년에
[월간수소경제 성재경 기자] 수소연료전지에 필요한 기존 백금 소재 대비 1,000배 이상 저렴한 소재를 개발해 화제다. KAIST(총장 이광형)는 신소재공학과 조은애 교수 연구팀이 POSTECH 화학공학과 한정우 교수 연구팀과 공동연구를 통해 백금을 대체할 수 있는 비귀금속 촉매를 개발하고, 해당 소재의 고활성 메커니즘을 규명하는 데 성공했다고 22일 밝혔다. 수소전기차에 사용되는 양이온교환막 연료전지(PEMFC)의 전극 촉매로 귀금속인 백금이 들어간다. 특히, 연료전지 공기극의 전기화학 반응 속도를 높이기 위해서는 많은 양의 백금
[월간수소경제 성재경 기자] 한국과학기술원(KAIST)은 김희탁 생명화학공학과 교수 연구팀이 얇은 고분자막을 사용하는 PEM(고분자전해질) 수전해시스템에서 양극의 귀금속 촉매 함량을 낮출 때 발생하는 성능저하 현상을 규명했다고 22일 밝혔다. PEM 수전해는 기존 알칼라인 수전해보다 성능이 높고 생산된 수소의 순도도 높다. 다만 산성 환경에서 작동하는 양이온 전도성 고분자전해질의 특성상 효율적인 물 분해를 위해 백금이나 이리듐 같은 귀금속 기반 촉매를 사용한다. 수전해 시스템에 사용하는 귀금속 촉매는 수급이 부족하고 가격이 높다는
[월간수소경제 성재경 기자] 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 수소·연료전지연구센터의 박현서, 유성종 박사 연구팀이 PEM(고분자전해질막) 수전해 장치의 전극 보호층에 사용되는 귀금속인 백금과 이리듐의 사용량을 대폭 줄이는 새로운 구조의 부품을 개발했다. 다량의 백금과 금을 전극 보호층으로 사용하는 구조는 유지한 채 이리듐 촉매 사용량 저감에 초점을 둔 기존 연구와 달리, 전극 보호층의 귀금속을 값싼 질화철로 대체하고 그 위에 소량의 이리듐 촉매를 균일하게 코팅해 수전해 장치의 경제성을 크게 높였다. 일반적인 수전해 장치에
[월간수소경제 박상우 기자] 국내 연구진이 전자선을 활용해 고가의 백금을 기존 대비 절반가량만 사용하고도 고품질의 성능을 구현하고 대량생산까지 가능한 연료전지 촉매 제조기술을 개발했다. 개발된 기술은 업체 이전을 통해 본격적으로 상용화될 전망이다. 한국원자력연구원은 ‘백금 저감 수소연료전지용 촉매 제조기술’을 ‘제브’에 이전하는 기술실시계약을 체결했다고 8일 밝혔다. 정액기술료 5,000만 원에 매출액의 1%를 경상기술료로 받는 조건이다. 제브는 전자선 및 X선 조사, 전자선가속기 설치 운영, 개인피폭선량(중성자) 측정 서비스 등을
[월간수소경제 성재경 기자] 대부분의 연료전지에 고가의 백금(Pt) 촉매를 주로 사용하지만, 반응 중 촉매가 용출되거나 응집되는 등 내구성이 문제로 거론된다. 이에 더 낮은 비용으로 고내구의 새로운 연료전지 촉매 개발이 요구된다. 한국과학기술연구원(KIST) 수소·연료전지연구센터 유성종 박사 연구팀은 초미세 나노튜브 신소재를 도입해 우수한 산소환원반응 성능과 높은 안정성을 가진 금속 칼코게나이드 나노튜브를 합성했다고 밝혔다. 칼코겐은 주기율표상 제16족에 속하는 ‘산소족 원소 화합물’에 든다. 이 칼코겐 원소가 전이금속 원자와 결합
[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 o
[월간수소경제 박상우 기자] 수소연료전지의 전극 촉매에 쓰이는 백금을 대신할 수 있는 비귀금속 유도체 부류가 발견됐다.미국의 코넬대학교는 지난 3일(현지시각) 예술과학대학 화학생물학과 연구진이 적은 비용으로 백금과 마찬가지로 연료전지 반응을 촉매할 수 있는 비귀금속 유도체 부류를 발견했다고 밝혔다.연료전지의 중요한 부분은 산소환원반응(ORR)이다. ORR은 활성화가 어려운 반응이자 연료전지의 효율을 결정하는 반응이기도 하다. 이 ORR을 활성화하고 효율을 높이는 데 백금 등 일부 특별한 금속만이 쓰인다.이 때 사용되는 백금은 전기를
[월간수소경제 성재경 기자] 국내 연구진이 수송용‧건물용 연료전지 MEA(막전극접합체) 단가를 저감할 수 있는 원천기술을 확보하고, 공정의 단순화로 고부가 제품인 MEA의 대면적화와 양산의 길을 열었다.한국에너지기술연구원(원장 김종남) 연료전지실증연구센터 정치영 박사 연구진은 한양대학교 화학공학과(이성철 교수)와 공동연구를 통해 습식전기분무 방식에 기반 한 연료전지 전극 내 이오노머 나노제어 기술을 통해 백금 사용량을 줄이는 MEA 제조 원천기술을 확보했다. 이를 통해 백금 사용량을 0.1mg/㎠ 수준으로 크게 저감해, 미 에너지부
[월간수소경제 성재경 기자] 국내 연구진이 수소연료전지 수명을 획기적으로 늘릴 수 있는 기술을 개발했다.한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 김진영 수소·연료전지연구센터 연구원, 김종민 물질구조제어연구센터 연구원이 정연식 한국과학기술원(KAIST) 교수와 20nm급 초미세 인쇄기술을 활용해 탄소를 사용하지 않는 새로운 백금 나노구조 전극을 개발했다고 지난 8일 밝혔다.연구진은 안정적인 백금 촉매를 만들기 위해 쉽게 부식되는 탄소 입자를 사용하지 않고 인쇄공정을 여러 번 반복해 20nm급 백금 구조물을 적층하는 초미세 공정을
[월간수소경제 성재경 기자] 한국에너지기술연구원(원장 김종남) 연료전지연구실 박구곤 박사 연구진은 미국의 브룩헤이븐국가연구소, 센트럴 미시건 대학과의 공동연구를 통해 수소연료전지의 촉매로 사용되는 백금 사용량을 줄이고 수명을 크게 늘릴 수 있는 코어(core)-쉘(shell) 구조 촉매 기술을 개발하는 데 성공했다. 코발트(코어)를 백금(쉘)으로 감싼 구조의 촉매 기술을 통해 기존 상용 백금 촉매 대비 성능은 2배, 내구성은 5배가 향상됨을 확인했다. 이번 연구 결과는 미국화학회에서 발행하는 화학 분야의 세계적 학술지인 ‘에이씨에스
[월간수소경제 성재경 기자] 수소연료전지용 ‘금속간화합물 나노프레임(intermetallic nanoframe)’ 촉매가 최초로 개발됐다. 안정성, 성능, 가격 경쟁력을 모두 갖춰 향후 수소전기차의 대중화에 크게 기여할 것으로 기대된다. UNIST(총장 이용훈) 화학과 주상훈 교수 연구팀은 나노미터 크기의 촉매 입자가 고온에서 뭉치는 것을 막는 기법을 이용해 ‘백금-구리 나노프레임 촉매(O-PtCuNF/C)’를 개발했다. 이 촉매는 가운데가 뚫린 3차원 나노프레임(뼈대 구조) 형태로 반응 면적이 넓어 성능이 좋다. 또 백금과 구리
[월간수소경제 성재경 기자] 수소경제 활성화를 위해서는 수소를 싸게 생산하는 수전해 기술개발이 절실하다. 특히 수소발생 반응을 촉진하는 역할을 하는 촉매의 경우, 수소경제의 효율과 가격 경쟁력을 결정하는 가장 중요한 요소로 꼽힌다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 수소·연료전지연구단 유성종 박사팀은 값비싼 백금(Pt)을 쓰지 않고 수소생산 효율을 향상시키면서 그동안 한계로 지적돼온 내구성 문제를 극복한 전이금속 소재의 촉매를 개발했다고 밝혔다.저가의 전이금속인 인화몰리브덴(MoP)에 스프레이 열분해(spray pyroly
[월간수소경제 성재경 기자] 포스텍(총장 김무환) 화학과 이인수 교수, 통합과정 장선우, 슈만 듀타(Soumen Dutta) 박사 연구팀은 물 분해를 촉진해 수소에너지를 효율적으로 얻을 수 있는 ‘샌드위치 구조 촉매’를 개발했다. 이 연구는 미국화학회 국제학술지 ‘ACS 나노(ACS Nano)’지에 최근 발표됐다. 태양광이나 풍력에서 얻는 잉여 전류를 활용해 수소를 생성하는 수전해 방식이 주목을 받고 있다. 다만 이 방법은 생산 효율이 낮고 비용이 높다는 단점이 있다. 물 전기분해를 통해 생산되는 수소연료의 단가를 낮추기 위해서는
[월간수소경제 편집부] 미국 프린스턴 대학 연구진이 세계적 권위의 과학지 네이처 커뮤니케이션을 통해 하프늄에 기반한 새로운 수소 전기분해 촉매를 개발을 발표해 화제를 모으고 있다. 연구진이 발견한 하프늄 화합물 촉매는 기존 촉매제인 백금보다 훨씬 저렴하다. 이번 연구를 통해 수소에너지 생산 촉매 개발은 물론 수소공급 가격 인하 연구가 더욱 활기를 띌 전망이다. 수소 연료전지는 수소를 양전자와 전자로 분리하는 방법으로 전기를 생산한다. 이 분할반응을 촉진하는 대표적인 촉매가 백금이다. 백금 촉매는 연료전지의 연료가 되는 수소 가스 생
[월간수소경제 편집부] 일본의 전자부품 조립 및 검사 전문기업 주크스(JUKES)가 이와테대학 다케구치 다츠야(竹口 竜弥) 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 연료전지의 전극 촉매에 쓰이는 백금의 양을 줄이는 기술을 확립하고, 촉매 양산에 나섰다.일본의 일간공업신문의 보도에 따르면 현재는 연료전지나 자동차 기업에 대한 공급을 목표로 시장 조사를 진행 중이라고 한다.연료전지 촉매에는 값비싼 희소금속인 백금이 주로 쓰인다. 연료전지의 생산 비용을 줄이는 데 있어 백금 사용량 저감은 중요한 과제 중 하나이다.수소산화반응이 일어나는 애노드(a
[월간수소경제 편집부] 앵글로 아메리칸(Anglo American)이 연료전지를 비롯한 수소 분야 기술에 대한 투자를 확대하기 위해 내부 벤처캐피탈을 전문기업으로 분리할 계획이다. Financial Times에 따르면 이번 스핀 아웃(spin out)은 수소 분야 기술 개발을 지원함으로써 백금 수요를 증대시키기 위한 것이다.크리스 그리피스(Chris Griffith) 앵글로 아메리칸 백금사업본부장은 “이번 스핀 아웃을 통해 더 많은 수소 분야 스타트업에 투자할 수 있게 될 것”이라며 “이를 통해 수소차 보급률이 전기차를 앞지르기를
[월간수소경제 송해영 기자] 류정호 한국교통대학교 교수를 중심으로 한 공동 연구팀이 수소 생산 효율을 대폭 높일 수 있는 복합체 개발에 성공했다.공동 연구팀은 물의 전기분해를 통한 수소 생산 시 양극반응을 크게 촉진할 수 있는 금속황화물·그래핀(metal sulfide‧graphene) 복합체를 개발했다고 지난 23일 밝혔다. 이번 공동 연구팀에는 류정호 교수를 비롯해 한혁수·김강민·민성욱 한국생산기술원 박사, 송태섭 한양대학교 교수, 최희채 버츄얼랩 대표가 참여했다.연구 결과는 미국 화학회의 촉매분야 학술지인 ‘ACS Cataly