[뉴스웍스=정은지 기자] 차세대 연료로 각광받지만 폭발 위험이 큰 수소를 보다 안전하게 사용할 수 있게 된다.

한국과학기술원(KAIST)은 조민승 박사(전기및전자공학부 윤준보 교수팀)가 현대자동차 기초소재연구센터 전자기에너지소재 연구팀, 부산대학교 서민호 교수와 협업해 미국 에너지청 기준 성능을 충족하면서도 감지 속도 0.6초 이내의 기존보다 빠른 수소 센서를 세계 최초로 개발했다고 10일 밝혔다.

연구팀은 특히 이 기술이 세계적인 공인 기준인 미국 에너지청이 요구하는 성능 기준을 총족하는 세계 최초의 수소 센서라고 강조했다. 연구 성과는 국제 학술지 ‘미국화학회(ACS) 나노’에 게재됐다.

수소는 탄소 배출이 없고 특히 전기차와 달리 충전 시간이 짧아 차세대 자동차 연료로 각광받고 있다. 하지만 불에 잘 타는 가연성 물질이기 때문에 가스 누출 시 자칫 폭발 사고로 이어질 수 있다. 2019년에 있었던 강릉과학단지 수소탱크 폭발사고가 대표적인 사례다.

연구팀은 수소의 이같은 단점을 보완하고자 2021년부터 2년여 간 센서 개발에 매진했다. 팔라듐을 기반으로 독자적인 구조 설계와 공정 기술을 접목했으며, 이를 통해 기존 센서의 불균일한 온도 분포 문제를 해결했다. 특히 합성 소재가 아닌 순수 금속 소재를 활용해 대량생산이 가능하다.

센서는 최저 섭씨 영하 10도, 최고 80도에서 1만 회 이상 반복 동작할 수 있다.

현재 연구팀은 개발된 소자를 현재 현대자동차와 함께 소자를 웨이퍼 스케일로 제작한 뒤, 차량용 모듈에 탑재해 감지 및 내구 성능을 추가로 검증하는 중이다.

조민승 박사는 "이번 연구 결과는 기존 수소 센서 성능 한계를 뛰어넘어 고속 동작할 뿐만 아니라 실사용에 필요한 신뢰성, 안정성까지 확보했다"며 "자동차, 수소 충전소, 가정 등 다양한 곳에 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.