- 수전해의 효율·안정성 향상을 위해 수소/산소 섞임을 획기적으로 낮춘 분리막 개발 성공

- 원자력 분야 세계 최고 권위지 ‘인터네셔널 저널 오브 에너지 리서치’에 논문 게재

■ 한국에너지기술연구원(김종남 원장) 수소연구실 조원철 박사는 수전해의 효율과 안정성 향상에 기여할 수 있도록 수소/산소 섞임을 획기적으로 낮춘 분리막을 개발하고, 연구 결과를 원자력 분야 세계 최고 권위지인 ‘인터네셔널 저널 오브 에너지 리서치(International Journal of Energy Research)’에*’ 게재했다.

* ‘International Journal of Energy Research’: Nuclear Science & Technology 분야의 랭킹 1위의 국제 논문집(Wiely에서 발행, SCI IF 3.3)

□ 수전해는 전기화학반응을 이용해 수소와 산소를 생산하는 기술로, 재생에너지 보급이 확대되면서 전력계통의 피크 부하와 주파수 조정을 위해 세계적으로 기술 개발이 활발히 진행되고 있다. 

□ 분리막은 수전해에서 생성된 수소와 산소가 섞이지 않게 하는 역할을 한다. 그러나 분리막의 세공 사이로 수소와 산소가 만나 섞이는 위험성이 있어, 폭발 위험과 가동률에 대한 한계를 지적받아왔다.

■ 이를 극복하기 위해 연구진은 분리막의 세공 크기를 줄이면서도 전압 효율은 유지하는 분리막을 개발하는데 성공했다.

□ 일반적으로 분리막의 세공 크기를 줄이면 저항이 증가해 전압 효율이 하락하는데, 연구진은 친수성 성분의 지르코니아 입자를 분리막에 균질하게 분포하도록 합성하는데 성공해 전압 효율을 유지하는 결과를 얻었다. 

□ 또, 연구진이 개발한 분리막은 대량 생산이 가능한 필름 캐스팅 방식으로 합성돼 범용적으로 적용할 수 있어 향후 기술 상용화에도 크게 기여할 수 있다.

■ 논문의 주저자인 한국에너지기술연구원 조원철 선임연구원은 “이번 분리막 개발로 해외에서 전량 수입하고 있는 분리막의 국산화가 가능하여 분리막 국산화 기술 개발에 큰 기여를 할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

□ 한편, 한국에너지기술연구원 수소연구실은 ‘알칼라인 수전해 핵심기술개발 연구단’사업의 주관 기관으로써 알칼라인 수전해의 촉매, 분리막, 스택 등 소재 부품 장비에 대한 국산화 및 세계적 수준의 연구 성과 달성을 위한 수전해 연구를 선도하고 있다.