한국에너지공대 연구팀, 전이금속 옥시수산화물을 이용한 촉매 개발

▲이중기능성을 갖춘 수전해 전극 촉매, Ni(OH)2NiOOH/FeOOH 이미지

수소에너지를 생산하는 방법 중 수전해는 친환경적인 방법으로 많은 관심을 받고 있다. 하지만 물이 수소와 산소로 분해되는 동안 산소 발생 반응 (Oxidation Evolution Reaction, OER)의 느린 반응 역학으로 인해 수소 생산 효율을 높이는데 다소 어려움이 있는 것이 사실이다.

이를 극복할 수 있는 방안으로 최근 한국에너지공과대학교 심욱 교수 (㈜닐사이언스 대표) 연구팀(공동 주저자; S. Shanmugapriya 박사, Subramani Surendran 연구교수, 문대준 연구교수)은 10 mA cm-2의 전류 밀도에서 1.52 V의 최소 셀 전압을 가지며 50 시간 동안 안정적인 활성을 보여주는 새로운 물질인 Ni(OH)2NiOOH/FeOOH 전기 촉매를 개발하였다고 발표하였다.

이번 연구를 통해 손쉬운 수수 합성으로도 이종 구조의 NiFe-옥시수산화물 전기촉매를 얻을 수 있었으며 Ni(OH)2NiOOH/FeOOH 전기촉매는 10 mA cm-2의 전류 밀도에 도달하기 위해 209mV의 최소 OER 과전위를 요구하는데, 이는 상용되고 있는 RuO2 전극보다 상대적으로 작은 값을 가진다. 더욱이, NiFeOOH는 최소한의 전력으로 수소 발생 반응에 대해 놀라운 활성을 나타냅니다.

이와 같은 결과는 SCI급 수소에너지 관련 세계적인 국제전문학술지인 International Journal of Hydrogen Energy (Impact factor 7.2) 2024년 2월에 게재되었다. (Impact factor 7.2)

박성준 기자 mediapark@ekn.kr