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GLOBAL NEWS

카탈로니아 화학硏, 자성 이용한 수전해 방법 발견

니켈아연철산화물 촉매 사용…저비용으로 수소 생산량 2배 증가



[월간수소경제 편집부] 스페인 카탈로니아 화학연구소(Institute of Chemical Research) 연구진이 자성을 이용해 알칼리성 물에서 수소를 전기 분해하는 방법을 발견했다. 니켈아연철산화물 촉매를 이용한 수소전기분해는 기존 귀금속을 이용한 수소전기분해보다 가격 경쟁력 면에서 앞서고, 수소 발생량도 2배로 늘릴 수 있다. 연구진은 이달 10(현지시간) 과학지 네이쳐 에너지호를 통해 이 같은 연구 결과를 발표했다.

 

카탈로니아 화학연구소에 따르면 백금과 이리듐 같은 귀금속으로도 수소를 전기분해 할 수 있으나 두 금속은 값이 비싸고 구하기 어렵기 때문에 대량의 수소 생산에는 적합하지 않다. 때문에 수소전기분해를 연구하는 과학자들은 귀금속의 사용을 피한 전기분해 기술을 발견하는 것을 당면과제로 삼고 있다.


카탈로니아 화학 연구소가 발견한 자성을 통한 수소 전기분해의 장점은 저렴한 비용이다.

 

또 연구진은 자성을 이용한 수소전기분해를 통해 수소 생산량을 두 배로 증가시켰다. 연구진은 네오디뮴 자석을 전해조에 접근시켜 외부 자기장을 유도하면 산소 이온이 양극을 이동하는 동안 수소가 수소분자로 환원된다는 점에 주목했다. 이 같은 전기분해는 촉매의 자성 특성이 클수록, 물이 알칼리성을 더 많이 띌수록 활발하게 나타났다.


연구진은 자기장이 활성 촉매의 스핀 보존을 허용해 수소전기분해 반응 동안 산소 원자의 평형 스핀 정렬을 유도한다고 보고했다.

 

동일한 환경에서 총 8개의 촉매를 실험해본 연구진은 니켈아연철산화물(NiZnFeOx)이 가장 효과적인 촉매임을 발견했다. 니켈아연철산화물은 고정체 없이 자기력만으로 전극 지지체에 붙일 수 있는 장점도 있다.

 

호세 갈란 마스카로스 카탈로니아 화학연구소 교수는 수소전기분해 분야 연구는 여전히 진행 중이라며 지속 가능한 연료를 광범위하게 이용할 수 있는 수소전기분해 분야 연구를 위해 세계가 함께 협력해야 한다고 강조했다. 




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