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[IT뉴스]화학연 "민물이나 바닷물로 고순도 수소 생산 가능"
온카뱅크관리자
조회:
57
2024-06-03 16:02:44
<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">고분자량화한 음이온 교환 소재 개발…내구성 기존 대비 10배 높여</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="tJOWgItsUb"> <p dmcf-pid="FOFBS38tUB" dmcf-ptype="general">(지디넷코리아=박희범 기자)고순도 수소를 경제적으로 생산할 수 있는 수전해 기술의 핵심소재가 개발됐다.</p> <p dmcf-pid="3GKQ19nbzq" dmcf-ptype="general">한국화학연구원은 이장용·김성준 박사 연구팀이 해외 상용 소재 대비 성능과 내구성이 뛰어난 고분자량화 폴리카바졸계 음이온 교환 소재(HQPC-TMA)를 개발했다고 3일 밝혔다.</p> <p dmcf-pid="0NT1Ey7vUz" dmcf-ptype="general">'수전해'는 물을 전기분해해 친환경 그린수소를 생산하는 기술이다. 한국형 탄소중립 100대 기술 중 하나다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="pAWFwYqy77" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="한국화학연구원이 개발한 음이온 교환 소재(HQPC-TMA)와 교환막.(사진=화학연)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202406/03/ZDNetKorea/20240603160247654cfnz.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="1plXASphFK" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202406/03/ZDNetKorea/20240603160247654cfnz.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 한국화학연구원이 개발한 음이온 교환 소재(HQPC-TMA)와 교환막.(사진=화학연) </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="UwZuI52X0u" dmcf-ptype="general">수전해 기술의 일종인 음이온교환막 수전해(AEMWE)는 고분자 막을 이용해 수산화 이온(OH-)을 전달하고, 전기분해로 수소를 생산한다.</p> <p dmcf-pid="ufNmQjvapU" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 수전해 설계에 분자구조 조절이 용이한 폴리카바졸(PC)계 소재를 활용했다. 이를 통해 수소 생산 성능과 내구성을 높인 이온교환 소재를 개발한 것.</p> <p dmcf-pid="7H9xt2LKpp" dmcf-ptype="general">이 소재로 만든 음이온교환막과 셀은 기존에 상용화된 소재 대비 내구성이 10배 정도 우수했다. 이온 전도 성능(이온전도도)도 20% 이상 개선됐다.</p> <p dmcf-pid="zbnkfLIiz0" dmcf-ptype="general">실험 결과 이 소재는 80℃의 고농도 알칼리 용액(3M KOH 수용액)에서 2천500시간 경과 후에도 이온전도도를 100% 유지됐다. 기존 소재는 통상 이온전도도가 97~60% 정도 나온다.</p> <p dmcf-pid="qbnkfLIip3" dmcf-ptype="general">폴리카바졸은 전기 발광 특성이 독특하고, 화학적 안정성이 좋아 유기 발광 다이오드(OLED)나 유기 태양전지, 이온교환 소재 등에 많이 쓴다.</p> <p dmcf-pid="B0QLzxkPpF" dmcf-ptype="general">연구팀은 또 이 소재를 음이온교환막으로 활용, 비귀금속 전극과 결합한 수전해 셀을 제작하고, 이를 1천시간 동안 가속 평가(60℃, 1.0 A/㎠)한 결과 셀 열화 속도도 기존 대비 10분의 1로 크게 개선됐다.</p> <p dmcf-pid="bAWFwYqy0t" dmcf-ptype="general">2V 전압에서 전류 밀도도 기존 외국에서 개발한 소재는 8A~12A/㎠인 반면 이 소재는 14.6A/㎠의 성능을 보였다. 이 수치는 동일 에너지에서 수소 생산 효율성이 더 좋다는 것을 의미한다.</p> <p dmcf-pid="K4jsxATN71" dmcf-ptype="general">화학소재연구본부 이장용 책임연구원은 "민물이나 바닷물을 활용한 수전해 구동에 실마리가 될 것으로 기대한다"며 "후속 연구로 규모를 키우는 대용량 합성 연구와 대면적 강화막 제조 연구를 준비 중"이라고 말했다.</p> <p dmcf-pid="9iIYaCFOU5" dmcf-ptype="general">김성준 선임연구원은 "이 기술은 전기화학적 CO₂ 전환 장치나 연료전지에도 활용될 수 있어 다양한 분야에서 상용화가 기대된다"고 부연 설명했다.</p> <p dmcf-pid="2DXUOZ9HzZ" dmcf-ptype="general">박희범 기자(hbpark@zdnet.co.kr)</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 지디넷코리아. 무단전재 및 재배포 금지.</p>
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