차세대 수소 발생 촉매물질 성능 대폭 개선
UNIST는 박혜성·김건태·곽상규 에너지 및 화학공학부 교수팀이 ‘알칼리 용융 금속(쇳물과 같은 액체 금속) 층간 삽입법’을 이용해 전이금속 칼코젠 화합물(이하 칼코젠 화합물)을 금속상(1T phase)으로 바꾸는 합성법을 개발했다고 12일 밝혔다.
칼코젠 화합물은 텅스텐·몰리브덴 같은 금속 원소와 황 같은 칼코젠 원소가 결합한 물질이다. 가격이 저렴하고 내구성이 좋아 백금을 대신할 ‘물 전기 분해 반응(물로 수소를 생산)’ 촉매로 주목받고 있다.
연구진은 가느다란 관 속으로 액체가 저절로 빨려 들어가는 ‘모세관 현상’을 이용해 액체 알칼리 금속을 칼코젠 화합물에 삽입하는 방법으로 ‘금속성 칼코젠 화합물’을 1시간 만에 합성하는 데 성공했다. 기존 합성법으로는 48∼72시간이 필요한 결과를 단 1시간 만에 얻은 것이다.
연구진은 새 화합물을 실제 물 전기분해 시스템에 적용, 100시간 이상 작동에도 우수한 성능을 보이는 점을 확인했다.
박혜성 교수는 “차세대 수소 발생 촉매로 주목받는 전이금속 칼코젠 화합물의 새로운 합성법을 찾아낸 것”이라며 “이차원 물질의 물리적 특성을 규명할 실마리를 제공했을 뿐 아니라, 금속상 전이금속 칼코젠 화합물의 특성을 잘 활용해 수소 발생 촉매 개발에도 큰 도움이 될 것”이라고 기대했다. 차형석기자
차형석 기자
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