포스텍, 친환경 수소 생산 기반 기술 마련

이산화탄소 배출량을 획기적으로 줄인 친환경 수소생산 기술이 개발돼 산학계의 관심이 쏠리고 있다.

포스텍(포항공대) 기계공학과 진현규 교수는 최근 미국 스탠포드대학교 기계공학과 아룬 마줌다 교수팀, 스탠포드대학교 재료공학과 윌리엄 추에 교수팀과 공동으로, 2단계 열화학적 반응을 통해 친환경적이고 경제적인 수소를 생산할 수 있는 폴리-양이온 산화물(Poly-cation oxide, PCO)을 발견했다고 에너지분야 국제 권위지인 '에너지와 환경 과학'을 통해 발표했다.

연구팀은 우선 2단계 열화학적 반응에서 나오는 촉매물질을 이용, 물로부터 수소와 산소를 분리해 수소를 생산해내는 방법에 주목했다. 하지만 이 방법은 기존 촉매물질을 사용할 경우 1400℃ 이상의 고온 환경이 필요해 상용화가 쉽지 않았다. 이에 연구팀은 물 분해 반응온도를 결정하는데 있어 물질 내부의 무질서도(엔트로피)가 매우 중요한 역할을 한다는 점을 떠올렸다. 2단계 열화학적 물 분해 반응 과정에서 폴리-양이온 산화물을 사용하면 이전보다 훨씬 낮은 온도인 1100℃ 미만에서 수소가 분해된다는 것을 발견한 연구팀은 기존 화학공정 시설에서 해당기술을 적용할 수 있다고 봤다. 연구팀은 기존시설을 활용하면 앞으로 친환경 수소의 대량생산이 가능할 것으로 전망했다.

연구팀은 "수소자동차, 니켈-수소전지 등 수소는 최근 청정에너지원으로 많은 분야에서 사용되고 있다. 하지만 대부분 스팀-메탄 개질방법을 통해 생산되고 있어 이산화탄소 배출량이 해결과제로 지적받아왔다"며 "이번 기술개발로 수소생산의 경제성 및 상용화 가능성이 높아졌다. 이산화탄소 발생 없는 수소 대량생산 기술이 조만간 열리게 될 것으로 기대된다"고 했다.