분리막 세공 크기 줄여 수소·산소 섞이는 현상 낮춰
[이투뉴스] 국내 연구진이 수소전기분해 작용 때 수소와 산소가 섞이지 않는 분리막을 개발, 재생에너지산업에 기여할 것으로 기대된다.
한국에너지기술연구원(김종남 원장) 수소연구실 조원철 박사는 물을 전기분해하는 수전해의 효율과 안정성 향상에 기여할 수 있도록 수소와 산소의 섞임을 낮춘 분리막을 개발했다고 10일 밝혔다. 이번 연구 결과는 원자력 분야 세계 최고 권위지인 '인터네셔널 저널 오브 에너지 리서치(International Journal of Energy Research)'에 게재됐다.
수전해는 전기화학반응을 이용해 수소와 산소를 생산하는 기술로 재생에너지 보급이 확대되면서 전력계통의 피크 부하와 주파수 조정을 위해 세계적으로 기술 개발을 활발히 진행하고 있다.
분리막은 수전해에서 생성된 수소와 산소가 섞이지 않게 하는 역할을 한다. 그러나 분리막의 세공 사이로 수소와 산소가 만나 섞여 폭발 위험과 가동률에 대한 한계를 지적 받았다. 연구진은 이를 극복하기 위해 분리막의 세공 크기를 줄이면서도 전압 효율은 유지하는 분리막을 개발했다.
일반적으로 분리막의 세공 크기를 줄이면 저항이 증가해 전압 효율이 하락한다. 연구진은 친수성 성분의 지르코니아 입자를 분리막에 균질하게 분포하도록 합성하는데 성공해 전압 효율을 유지하는 결과를 얻었다. 또 이번에 개발한 분리막은 대량 생산이 가능한 필름 캐스팅 방식으로 합성돼 범용적으로 적용할 수 있어 향후 기술 상용화에도 크게 기여할 수 있다.
조원철 선임연구원은 "이번 분리막 개발로 해외에서 전량 수입하고 있는 분리막의 국산화가 가능해 분리막 국산화 기술 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다"고 밝혔다.
한편 에너지기술연구원 수소연구실은 알칼라인 수전해 핵심기술개발연구단 사업의 주관기관으로써 알칼라인 수전해의 촉매, 분리막, 스택 등 소재 부품 장비에 대한 국산화 및 세계적 수준의 연구 성과 달성을 위한 수전해 연구를 선도하고 있다.
진경남 기자 jin07@e2news.com