[대학저널 오혜민 기자] POSTECH(포항공대, 총장 김도연) 기계공학과 진현규 교수는 2단계 열화학적 방법으로 수소를 만들 때 물 분해 반응온도를 낮춰 친환경적이고 경제적으로 수소를 생산할 수 있는 폴리-양이온 산화물(Poly-cation oxide, PCO)을 발견했다.
이번 연구는 미국 스탠포드대 기계공학과 아룬 마줌다(Arun Majumdar) 교수팀, 스탠포드대 재료공학과 윌리엄 추에(Wiliam Chueh) 교수팀과 공동 연구로 진행됐다.
연구팀은 2단계 열화학적 반응을 통해 촉매물질을 이용해 물로부터 수소와 산소를 분리해 수소를 생산하는 방법에 주목했다. 이 방법의 상용화에 있어 걸림돌은 기존 촉매물질들을 사용할 경우 1400℃ 이상의 고온 환경이 필요하다는 것이었다.
연구팀은 물 분해 반응온도를 결정하는데 물질 내부의 무질서도(엔트로피)가 중요한 역할을 한다는 점에 착안, 2단계 열화학적 물 분해 반응을 거치는 동안 무질서도가 크게 변화할 수 있는 폴리-양이온 산화물을 개발했다. 폴리-양이온 산화물을 사용하면 이전보다 크게 낮은 온도인 1100℃ 미만에서도 수소를 분해할 수 있게 된다. 이렇게 되면 기존 화학공정시설을 활용할 수 있어 대량생산에 용이하고 산업현장에서 쉽게 활용될 수 있을 전망이다.
폴리-양이온 산화물 아이디어를 최초로 제안하고 연구를 주도한 진현규 교수는 “이번 발견으로 이산화탄소 발생 없는 수소 대량생산 기술의 상용화에 기여할 수 있을 것”이라고 전했다.
한편 이 연구는 에너지분야 국제 권위지 에너지와 환경과학(Energy and Environmental Science)을 통해 발표됐다.
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