'고분자 젤' 수전해 효율 5배 높였다

기존 전극과 초혐기 필름 전극의 공기 방울 탈착 테스트 결과

[아시아경제 황준호 기자] 국내 연구진이 표면에 미세한 구멍이 많은 고분자 젤을 활용해 물의 전기분해(수전해) 효율을 끌어올리는 기술을 개발했다. 화학산업의 생산성 향상, 이산화탄소 자원화 등에 영향을 미칠 것으로 예상된다. 울산과학기술원은 이같은 내용의 류정기, 이동욱 화학공학과 교수 연구팀의 연구 결과가 국제 학술지인 사이언스 어드벤시스에 실렸다고 16일 밝혔다.

연구팀은 물의 전기분해시 새로운 촉매 없이도 전극 표면에 코팅하는 것만으로 수소 생산량을 최대 5배까지 높일 수 있는 기술을 개발했다.

연구팀이 개발한 것은 물의 전기분해시 기체 방울이 전극에 달라붙지 못하도록 하는 다공성 수화 젤이다. 이 젤은 물을 많이 흡수할 수 있는 고분자 물질로, 고체 표면에 코팅하게 되면 기체가 달라붙지 않고 떨어진다. 연구팀은 이를 코팅한 전극 표면으로 수소 발생 효율을 5배나 높였다고 밝혔다.

류정기 교수는 "고분자 물질은 반응을 촉진하는 촉매 역할을 할 수 없고, 전기가 통하지 않아 수전해 효율을 낮춘다고 예상됐다"며 "이런 점 때문에 전극에 사용된 적이 없었지만, 전극 표면을 코팅하는 방식으로 활용해 오히려 수전해 방식의 단점을 해소할 수 있었다"라고 설명했다.

특히 이 젤은 고체라면 물질에 상관없이 적용할 수 있고, 코팅만 하면 되는 방식이라 저렴하고 간편하다고 볼 수 있다.

이동욱 교수는 "이번 연구는 '다공성 고분자 수화 젤의 코팅'을 이용해 다양한 고체의 표면에 '초혐기성(기체를 싫어해서 밀어내는 성질)'을 구현한 최초의 연구"라며 "이 기술은 수전해뿐만 아니라 이산화탄소 자원화 등 다양한 분야에 활용이 가능할 것"이라고 기대했다.

기존의 전극과 초혐기 필름 전극의 수소 기체 발생 효율 비교

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr