DGIST, 물 전기분해 고효율 전기화학 촉매 개발

DGIST 에너지공학전공 상가라주 샨무감 교수 연구팀이 물을 전기분해할 수 있는 코어-쉘 나노 구조의 고효율 전기화학적 촉매 개발에 성공했다.

DGIST(총장 손상혁) 에너지공학전공 상가라주 샨무감 교수 연구팀이 물을 전기분해할 수 있는 코어-쉘 나노 구조의 고효율 전기화학적 촉매(Core-shell Co@NC)를 개발했다. 연구팀은 이 촉매를 사용해 물의 전기분해에서 양극을 대체하는 실험에도 성공했다. 이번 연구 결과는 신소재 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)’ 지난달 11일자 온라인판에 게재됐다.

샨무감 교수 연구팀은 미국 퍼시픽 노스웨스트 국립연구소 연구팀과 공동으로 효율적인 물 전기분해를 위해 기존의 귀금속 산화 전극을 대체할 수 있는 저가의 비귀금속 전기화학적 촉매를 개발하는 연구를 진행해왔다.

연구팀은 강한 내구성을 가지면서도 높은 효율을 나타내는 코어-쉘 나노 구조의 전기화학적 촉매를 개발했으며, 물 전기분해 장치에서 산소 발생을 촉진시키는 실험으로 기존 귀금속 기반 촉매를 대체할 수 있다는 가능성도 확인했다.

연구팀이 개발한 촉매는 금속-유기 골격체(MOFs) 가운데 하나인 유기 리간드로 연결된 다량의 코발트 금속 이온으로 이뤄진 프러시안 블루 아날로그를 전구체로 활용해 나노탄소층으로 캡슐화시킨 것이 특징이다.

DGIST 상가라주 샨무감 교수는 “코어-쉘 나노 구조의 전기과학적 촉매의 나노 구조는 촉매 표면의 얇은 탄소층을 보호하고 초고속 전자 이동을 가능하게 해 촉매의 전기화학적 활성과 안정성을 향상시켰다”면서 “앞으로 물 전기분해 장치에 활용해 대체에너지로 주목받는 수소 대량 생산을 위한 후속 연구를 진행하겠다”고 말했다.

박종문기자 kpjm@yeongnam.com

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