나노기술 및 정책 정보

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KIST 이성호 센터장 연구팀이 공동 연구를 통해 값비싼 백금계 소재가 아닌 수소 흡착성능이 뛰어나고 값싼 ‘황화 몰리브데늄(MoS3)’과 탄소나노튜브를 이용하여 수소를 고효율로 생산하는 촉매를 제조하는 데 성공함.

수소 생산을 위해서는 주로 물을 전기분해하여 사용하는데, 현재 수소 생산은 값비싼 백금 등 귀금속을 촉매로 사용하고 있음. MoS3을 촉매로 사용하면 수소를 흡착하는 능력이 우수하며 물을 전기분해하여 친환경적이고 고효율로 수소를 생산할 수 있음. 그러나 기존의 연구에서는 MoS3은 전기 전도도가 낮고, 촉매로써 잘 활성화되지 않기 때문에 충분한 성능을 보이지 못했음. 이에 연구진은 백금을 대신할 비정질 MoS3이 결합되어 있는 무기화합물 촉매를 개발함. MoS3에 간단한 화학적 처리하여 특별한 결합구조를 다수 생성한 후, 탄소나노튜브 표면에 도포하여 복합재료 촉매를 제조하여 수소를 생산하는 데 영향을 미치는 ‘가교화된 황(Bridging S)’의 수가 많아져 기존 대비 약 30% 향상된 성능을 보임.

기존의 황화 몰리브데늄 촉매의 성능을 획기적으로 개선한 성공사례이며 저비용·고효율, 친환경 수소 생산 성능 구현은 수소자동차와 수소충전소의 대중화를 앞당기는 중요한 초석이 될 것으로 여겨짐.

※ Applied Catalysis B: Environmental 게재

※ 과학기술정보통신부 지원