수소저장 200% 개선…혁신적 신소재 나왔다

화학연 박지훈 박사 연구팀 개발

메틸 분자 제어해 화학반응 개선

박지훈(가운데) 한국화학연구원 센터장과 이정재(왼쪽) 학생연구원, 정관용 연구원이 주먹을 쥐어 보이고 있다. 사진 제공=한국화학연구원

한국화학연구원이 박지훈 박사 연구팀이 한정우 서울대 교수, 최정규 고려대 교수 연구팀과 공동으로 액상유기물수소운반체(LOHC) 기술에 사용할 수 있는 혁신적인 수소 저장 소재를 개발했다고 3일 밝혔다.

LOHC 기술은 상온·상압에서도 적은 용량의 액체에 대량의 수소를 담을 수 있어 수소 인프라 구축의 핵심이다. 수소가 충전된 액상 유기물을 유조차로 운반할 수 있어 수소 운반을 위한 에너지 인프라 구축 비용을 줄일 수 있다.

LOHC 기술은 액상 유기화합물 소재의 특성에 따라 수소 저장 용량과 수소 저장·추출 성능, 반복 사용 안정성 등이 좌우된다.



연구팀은 지금껏 활용돼온 LOHC 소재에서 메틸 분자(CH3)를 제어·활용하면 화학반응을 더욱 유리하게 조절할 수 있다는 사실을 발견하고 이를 활용한 소재를 개발했다. 기존 혼합물 형태의 LOHC 소재와 달리 순수한 조성의 소재를 얻을 수 있는 합성법을 활용해 메틸 분자의 위치를 특정한 위치로 조정했다.

새로 개발된 소재는 수소 저장 및 방출 속도가 각각 206%, 49.4% 증가했다. 소재가 촉매 물질과 상호작용해 수소가 추출되는 세부 작용에 대한 상세한 원리도 밝혀냈다.

연구팀은 개발된 LOHC 소재를 활용해 수소 모빌리티에 직접 안전한 수소를 공급하거나 수전해 수소의 직접 저장이 가능한 소재를 개발하는 등 후속 연구를 하고 있다.

이영국 화학연 원장은 “LOHC 기술의 핵심인 저장체 설계 분야에서 세계에서 가장 발전된 개발 기술을 선보였다는 점에 큰 의미가 있다”고 말했다.