이성철 한양대 교수, 폐(廢)타이어로 수소경제 앞당겨
이성철 한양대 교수, 폐(廢)타이어로 수소경제 앞당겨
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수소 생산비용 절감, 재료과학분야 세계 최고 권위지에 게재
이성철 교수
이성철 교수

[한국대학신문 조영은 기자] 이성철 한양대학교 화학공학과 교수팀이 버려지는 폐(廢) 타이어를 이용해 낮은 비용으로 수소를 생산하는 방법을 개발했다.

수소는 화석연료에 비해 매우 친환경적이나, 물을 전기분해하는 과정에서 백금·이리듐·루테늄 등의 비싼 금속 촉매가 필요해 상용화에 어려움이 있었다.

폐기물 기반 저비용 수소·산소 생산기술의 세계 최고권위자인 이성철 교수는 2018년 폐(廢) 구리를 활용한 수소와 산소 생산기술을 발표한 데 이어, 최근 타이어의 스테인레스강을 활용한 복합체를 개발해 수소 생산에 성공했다. 이로 인해 기존대비 90%이상 낮은 비용으로 수소를 생산할 수 있어 상용화에 매우 용이할 것으로 평가받는다.

이 교수팀은 이리듐·루테늄 대신 니켈·몰리브데늄으로 촉매를 만들고 이를 폐 타이어에서 추출한 스테인레스강에 고정시킨 ‘MoNi4/SSW’ 와 ‘Rs-SSW’이라는 복합체를 개발했다.

MoNi4/SSW and Rs-SSW 제조 모식도.
MoNi4/SSW and Rs-SSW 제조 모식도.

해당 물질은 기존 촉매로 사용된 백금·이리듐보다 성능과 내구성이 뛰어나며 산업체 가혹 조건인 고전류 밀도(~1000mAcm-2), 고농도(5M KOH), 고온(373K)에서 낮은 과전압(OER=233mV, HER=161mV)을 나타냈다. 이로 인해 기존보다 적은 전기로도 수소 생산이 가능해졌다. 이 교수팀은 현재 ‘MoNi4/SSW’ 와 ‘SSW-RS’ 복합체에 관한 특허출원을 한 상태다.

이 교수는 “이번 연구는 정부가 추진하는 Power to Gas(P2G) 기술 및 환경 분야에 새로운 방향을 제시할 뿐 아니라 학문과 실용화 기술의 잠재적 가치를 가지고 있어 여러 분야에서 주목받을 것”이라며 “향후 상업화될 경우 정부가 추진하는 수소경제 플랫폼에서 에너지 및 환경 문제 해결에 기여할 것”이라고 말했다.

이번 연구는 산업통상자원부 주관 신재생 에너지핵심기술개발사업, 한국연구재단 주관 수소에너지혁신기술개발사업 및 BK21 플러스사업의 일환으로 진행됐으며, 논문명 ‘Corrosion and Alloy engineering in rational design of high current density electrodes for efficient water splitting’으로 재료과학분야 세계 최고 권위지인 <Advanced Energy Materials> 5월호에 표지(Back Cover)로 선정·게재됐다.


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