기획기사

한국에너지기술연구원 기획기사

[가스신문] (인터뷰) 한국에너지기술연구원 김희연 박사 “촉매원천기술로 탄소중립 앞당길 터”

  • 작성일 2022.06.16
  • 조회수 112774

수소경제와 탄소중립 사회의 실현을 위해서는 촉매 기술이 필수적입니다.”

 

대덕연구단지에 위치한 한국에너지기술연구원에 근무하는 김희연 박사는 지난 96년부터 27년째 촉매를 연구하고 있다. 경유의 심도탈황 촉매 개발로 박사 학위를 취득한 후, 2004년 연구원에 입사하여 연료전지나 수소제조공정, 온실가스 전환공정 등에 적용하기 위한 촉매 개발에 매진하고 있다. 촉매 전문가인 김 박사는 고온에너지전환연구실 소속으로, 고온수전해, 고온연료전지 시스템의 전극 소재, 고분자전해질연료전지용 전극촉매, 건식개질 기반 수소제조용 촉매, 이차전지 전극 소재 등을 연구한다.

 

촉매는 자신은 변하지 않으면서 화학반응의 속도를 변화시키는 물질인데, 고분자전해질연료전지의 가동을 위해서는 백금 촉매가 사용된다.

 

연료전지 전극에 사용되는 백금은 귀금속으로 가격이 비싼데, 운전 중 촉매의 비활성화가 발생해 연료전지 내구성을 저하시킬 수 있습니다. 따라서, 연료전지 촉매 개발에서 가장 큰 이슈는 최소량의 백금 사용으로 높은 성능과 내구성을 확보하는 것입니다.”

 

김희연 박사는 촉매의 내구성 저하 문제를 새로운 촉매 구조의 도입을 통해 해결했다. 백금의 지지체로만 사용되던 탄소를 백금의 표면에도 적용한 것이다. 백금 촉매의 보호를 위해, 높은 전기전도도와 열전도도, 기계적 강도와 유연성을 가지고 있어 에너지 소재로 각광받는 그래핀 껍질을 도입했다. 촉매 표면에서의 반응을 위해 매끈하고 완벽한 그래핀 대신 구멍이 숭숭 뚫린 그래핀을 적용했다.

 

세계 최초로 개발되어 국내외 특허 등록을 완료한 다공성 그래핀 코팅 기술은 최근 액트로에 기술이전 되었다.

 

“2010년 초에 자체연구를 통해 최초로 그래핀 합성 기술을 개발한 후, 2014년부터 연구원 기본사업 지원으로 다공성 그래핀 코팅 촉매 연구를 진행했습니다. 그런데, 최초에 6년차 과제로 협약되어 초기 3년 동안 연차평가에서 매번 최우수 등급을 받았던 과제가 연구원 사정으로 인해 갑자기 지원 중단되었습니다. 3년간의 추가 연구를 통해 기술사업화까지 계획하고 있었던 과제였기에, 매우 당황스러웠습니다. 그럼에도, 당시 개발된 기술과 특허의 중요성과 우수성을 인정받아 연구원 내·외부로부터 지속적으로 국내외 기술마케팅 지원을 받을 수 있었고, 이러한 기회를 바탕으로 기술사업화에 성공할 수 있었던 것 같습니다.”

 

그가 개발한 다공성 그래핀 코팅 기술은 일반적인 관점을 벗어나는 것이었다.

 

구멍이 많은 그래핀을 백금 촉매에 코팅하면, 그래핀층 내부에 형성된 나노 크기 구멍으로 가스와 이온이 전달되어 촉매반응에는 지장을 주지 않으면서, 백금의 용해나 탈락, 응집과 같은 비활성화를 근본적으로 억제할 수 있습니다. 이러한 효과로 그래핀 코팅 촉매는 비코팅 촉매 대비 내구성이 최소 2배 이상 향상될 수 있습니다. 현재 국내의 한 대기업에도 기술이전을 준비하고 있습니다.”

 

김 박사는 현재 온실가스를 이용해 수소를 만드는 연구도 진행하고 있다.

 

대표적 온실가스인 메탄(CH)과 이산화탄소(CO)를 반응물로 이용하여 수소를 합성하는 건식개질 공정의 상용화를 위해, coking-free(탄소침적에 의한 비활성화를 억제) 촉매를 개발하고 있습니다. 앞으로 촉매원천기술을 바탕으로 탄소중립에 기여할 수 있도록 노력할 것입니다.”

 

기사원문링크 : http://www.gasnews.com/news/articleView.html?idxno=105431

Print Back

전체 237건의 게시물이 조회되었습니다.

번호, 제목, 작성일, 조회수
기후위기·탄소중립 시대, LNG 역할 확대 필요플라스틱 발생량 매년 증가···탈 플라스틱 전환 추진캐나다·일본, 폐플라스틱 가스화···국내, 에너지연 기술 개발 …
2022.09.20
미국 바이든 대통령은 지난 주 ‘인플레이션 감축법안’(Inflation Reduction Act, 이하 IRA)에 서명했다. IRA는 크게 보건의료, 청정에너지, 세금 관련 내용을 …
2022.08.25
화력발전소 혼소 기술 성공, 순환유동층 발전에 적용암모니아사용량 증가 따른 안전규정·정책 정비 필요 [가스신문 = 양인범 기자] “암모니아 혼소 기술은 탄…
2022.08.10
현대사회는 4차 산업혁명 시대의 핵심기술인 사물인터넷 (IoT·Internet of Things), 클라우드 (Cloud), 그리고 빅데이터 (BigData) 등의 지속적이고 눈부신 발…
2022.07.14
실리콘 태양전지는 꾸준한 기술개발을 통한 효율향상과 단가절감으로 세계 태양광 시장의 90% 이상을 점유 중이다. 이는 설치관련 간접비용이 상대적으로 높은 …
2022.07.14
[이제현 한국에너지기술연구원 계산과학연구실 선임연구원]2016년 '알파고'가 이세돌에게 완승하는 모습은 우리들의 직업이 사라질 곧 수 있다는 걱정을 불러일…
2022.07.11
“수소경제와 탄소중립 사회의 실현을 위해서는 촉매 기술이 필수적입니다.” 대덕연구단지에 위치한 한국에너지기술연구원에 근무하는 김희연 박사는 지난 96…
2022.06.16
2020년 SK그룹 6개사를 필두로 2021년 엘지에너지솔루션 등이 ‘RE100’에 가입한 이래 지난 4월 현대차그룹도 주요 4개사의 가입을 완료했다. 국내 19개 기업을 …
2022.06.02
■ 김병기 / 한국에너지기술연구원 책임연구원대한민국을 이끌어간 과학계의 주역들을 만나그들의 이야기를 듣고 응원하는 백 스무 번째 주인공은 한국에너지기…
2022.05.18
■ 정운호 / 한국에너지기술연구원 박사 [앵커]수소는 탈 탄소 시대를 앞당길 친환경 에너지인데요. 진정한 탄소 중립을 위해서는 수소를 생산하는 과정에 탄…
2022.05.16