‘청정에너지’ 수소, 소변 속 ‘이것’으로 생산 효율 높인다

조강우 포스텍 교수 연구성과

요소 반응 추가해 전기 소모↓

생활하수까지 정화 '일석이조'

연구팀이 개발한 니켈-철-옥살산 촉매. 사진 제공=포스텍

국내 연구진이 소변에 포함된 요소 성분을 촉매로 사용해 청정 에너지원 수소를 효율적으로 생산하는 기술을 개발했다.

포스텍(POSTECH)은 조강우 환경공학부 교수 연구팀이 한국과학기술원(KIST)과 함께 오염된 생활하수 속 요소를 활용해 수소 생산의 효율을 높일 수 있는 새로운 촉매를 개발했다고 6일 밝혔다. 연구성과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’에 최근 게재됐다.



수소는 전기를 사용해 물을 수소와 산소로 분리하는 수전해를 통해 생산할 수 있다. 하지만 투입되는 전기 에너지 대비 수소의 생산 효율이 낮아 상용화가 제한적인 실정이다. 최근 학계에서는 요소의 화학적 반응을 수소 발생 반응과 결합해 생산 효율을 높이는 방법이 제시됐다.

연구팀은 소변에 포함된 요소를 분리해냄으로써 수소 생산 효율을 높이는 동시에 생활하수를 정화하는 일석이조 효과를 내는 방법을 제시하고 실험을 통해 수전해에 필요한 전압을 낮추는 데 성공했다. 요소 반응 효율을 높이기 위해 니켈 금속에 철과 옥살산을 결합한 촉매를 만들었다. 촉매는 나노미터 크기의 입자들이 파편 형태로 조합돼 표면적이 매우 크고 이에 따라 다른 물질과 활발히 반응할 수 있는 구조를 갖췄다.

조 교수는 “생활하수도 정화하면서 친환경 에너지원인 수소 생산 효율을 높일 수 있는 촉매를 개발했다”며 “금속과 유기물로 만든 촉매로 산업용 전기분해 수소 생산 효율이 향상되길 바란다”는 말했다.