울산과학기술원(UNIST) 류정기 에너지화학공학과 교수팀이 전극에 수화젤을 코팅해 물 전기분해의 성능을 150% 이상 향상시키는 기술을 개발했다.
전극에 수화젤을 코팅하는 것만으로 귀금속 촉매를 사용하는 것과 같은 분해 반응 활성화 효과를 보였다.
기존의 초음파 등으로 기포를 털어내는 방식보다 간단하고 저렴해 그린수소 생산 기술 상용화에 도움이 될 것으로 기대되고 있다.
물이 전기 분해돼 나온 수소와 산소는 전극 표면에 달라붙어 기포가 되는데, 이를 제때 제거하지 못하면 전극에 과부하가 걸리고 반응이 늦어진다.
액체반응물이 기포에 가로막혀 전극 표면에 제때 공급되지 못하기 때문이다.
연구팀은 전극에 수화젤을 코팅하는 기술을 개발했다.
수화젤은 물을 잘 빨아들여 기저귀, 소프트 렌즈 재료 등으로 쓰이는 물질로 전극에 코팅하게 되면 기체보다 물을 훨씬 더 좋아하는 성질 때문에 기체가 밀려나게 된다.
연구팀이 수화젤을 다공성 전극에 코팅해 물을 전기분해한 결과, 전극에 수화젤을 코팅하지 않은 경우보다 고전압에서 150% 증가한 수소 생산 능력을 보였다.
상용 촉매 중 가장 뛰어난 성능을 지닌 것으로 알려진 루테늄에 버금가는 수소 생산 효율을 보이기도 했다.
이번 방식은 기존에 사용해온 전극의 표면 나노 구조를 변형하거나 초음파 같은 외력으로 기포를 털어내는 것보다 간단하고 저렴해 상용화에 유리한 장점을 지니고 있다.
연구결과는 전기화학 분야의 국제권위지인 ‘어드밴스드 에너지 머터리얼즈(Advanced Energy Materials)’의 표지 논문으로 8월 5일자에 출판됐다.
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