[뉴스웍스=문병도 기자] 이소영 한국과학기술연구원(KIST)은 수소·연료전지연구센터 박사팀과 이영무 한양대 에너지공학과 석좌교수팀이 공동연구를 통해 음이온교환막 수전해용 막전극접합체(MEA)를 개발했다. 

수전해는 '물'에서 수소를 추출하는 기술이다. 음이온교환막 수전해는 비귀금속 촉매를 사용하고, 수전해 셀을 구성하는 분리판 소재 등을 티타늄이 아닌 철 소재로 대체했다. 

촉매 및 분리판 소재의 가격만 비교하였을 때도 양이온교환막 수전해 대비 약 3000배 정도 제조비용이 저렴하다. 연구진은 구조 내의 비표면적을 증대시켜 높은 이온 전도성과 알칼리 내구성을 갖는 플루오렌-피페리디늄계 음이온교환 소재를 개발하고, 이를 기반으로 막전극접합체를 개발했다. 

개발한 소재는 1000시간 이상의 뛰어난 내구성을 갖고, 세계 최고의 전지 성능인 7.68A/㎠을 보였다. 

음이온교환막 수전해에서 한계로 지적된 핵심소재의 성능과 내구성을 극복하고, 국내 기술로 양이온교환막 수전해 기술을 대체할 수 있는 수준으로 기술을 끌어올린 것이다. 

이소영 박사는 "기존 수전해 기술의 한계를 뛰어넘는 원천 소재 및 고효율화 기술을 개발했다"라며 "그린 수소 생산비용을 획기적으로 낮출 수 있는 수전해 기술 세대교체의 발판을 마련했다"라고 말했다.

교신저자인 이소영 박사는 건국대 신소재공학과 학사, 한양대 화학공학과 공학석사와 박사를 거쳐 KIST 수소·연료전지연구센터에서 박사후연구원을 지냈다. 

교신저자인 이영무 교수는 한양대 고분자공학과 학사·석사를 거쳐 미국 노스캐로라이나 주립대에서 박사학위를 받았다. 한양대학교 제14대 총장을 역임했으며, 한국막학회 회장, 아세아니안 막학회 회장을 지냈다. 제8회경암학술상 공학상을 수상했으며 한국과학기술 한림원, 한국공학한림원 회원으로 활동하고 있다. 연구 결과는 '에너지 & 인바이런멘털 사이언스' 최신 호에 실렸다.