획기적인 발전을 통해 보다 저렴한 청정 수소의 문을 열다

Aug 04, 2023

우메아 대학(Umeå University) 연구진은 깨끗하고 CO2가 없는 연료인 수소를 보다 저렴하게 만들 수 있는 획기적인 발전을 이루었습니다. 그들은 물과 전기로부터 수소 가스를 생산하는 방법을 개선하는 새로운 방법을 개발했습니다.

양성자 교환막(PEM) 물 전기분해를 통한 수소 생산은 초순수 수소 생성, 높은 전류 밀도, 고효율, 빠른 응답 및 작은 설치 공간으로 인해 유망한 솔루션으로 간주됩니다. 그러나 산소 발생 반응(OER) 동안 양극에서 나타나는 상당한 전기촉매 용해로 인해 그 적용이 제한됩니다.

현재까지 가장 성능이 좋은 전기촉매는 백금, 루테늄, 이리듐과 같은 귀금속을 기반으로 합니다. 그러나 가격이 비싸고 공급이 제한적이며 산화 루테늄과 이리듐도 시간이 지나면 분해되는 경향이 있습니다. 따라서 PEM 기술이 지속 가능한 사회로의 전환을 이끌 것으로 예상된다면 먼저 강력한 전기촉매 분해 문제를 해결해야 합니다.

에두아르도 그라시아(Eduardo Gracia) 부교수는 “'금속 용해'로 알려진 귀금속의 파괴 현상은 수소 생산의 효율성을 감소시킨다. 이는 PEM 기술을 최대한 활용하기 위해 해결해야 할 문제”라고 말했다.

우메아 대학 연구진은 활성이 높지만 값비싼 금속을 안정적이지만 비활성인 '비계'에 가두어 이 문제를 해결할 수 있다고 말합니다. 연구원들은 열악한 조건에서도 귀금속을 안정적으로 유지할 수 있는 새로운 보호 비계를 개발했습니다.

보호용 발판은 주석, 안티몬, 몰리브덴, 산화텅스텐(Sn-Sb-Mo-W)의 혼합물로 만들어집니다. 혼합물은 공정 중 귀금속뿐만 아니라 시스템의 다른 구성 요소도 파손되지 않도록 보호할 수 있을 만큼 강한 것으로 입증되었습니다.

연구팀의 연구 결과는 귀금속이 더 오래 지속될 수 있도록 보장함으로써 PEM 기술을 대규모의 재생 가능한 수소 생산에 보다 저렴하고 효과적으로 만들 수 있습니다. 이는 보다 지속 가능한 사회로의 전환을 현실로 만드는 핵심 단계를 나타냅니다.

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