한국과학기술연구원(KIST)은 박현서 책임연구원 연구팀이 서울대 성영은 교수 연구팀과 공동으로 이리듐 나노튜브 기반 수전해 전극을 구현했다고 밝혔다.

수전해 전극은 물을 수소와 산소로 분해하는 핵심 장치로, 고가의 귀금속 이리듐이 필수적으로 사용된다. 그러나 이리듐은 백금보다 비싸고 연간 생산량도 제한적이어서 그린수소 상용화의 주요 걸림돌로 지적돼 왔다.

연구팀은 기존의 이리듐 입자 분산 방식 대신, 은 나노와이어 표면에 이리듐을 얇게 코팅한 뒤 내부 은을 제거해 속이 빈 나노튜브 구조를 형성했다. 이후 이를 그물망 형태로 연결해 전극을 구성했다.

이 기술을 적용한 결과 기존 전극이 1㎠당 350마이크로그램 이상의 이리듐을 필요로 했던 반면, 새 전극은 31.3마이크로그램만으로 동일한 성능을 구현했다. 사용량을 10분의 1 이하로 줄이면서도 효율을 유지한 셈이다.

내구성 측면에서도 성과를 보였다. 40일 장기 구동 시험에서 30일 경과 시점에도 초기 대비 98.3%의 성능을 유지해 상용화 가능성을 입증했다.

박현서 책임연구원은 “적은 이리듐으로 높은 성능을 확보했을 뿐 아니라 장기 운전에 필요한 구조 조건까지 제시했다”며 “향후 저귀금속 수전해 전극 설계 기준으로 활용될 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 국제학술지 ‘응용 촉매 B: 환경 및 에너지’에 게재됐다. 업계에서는 희귀 금속 의존도를 낮춘 이번 기술이 그린수소 경제 전환의 현실성을 높이는 계기가 될 것으로 보고 있다.

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