[월간수소경제 성재경 기자] 고인화성 물질로 폭발의 위험이 있는 수소는 기체 누출을 빠르게 검지할 수 있는 센서를 필요로 한다. 

김정민 대구경북과학기술원(DGIST) 나노융합연구부 선임연구원과 이우영 연세대 교수 연구팀은 수소 누출을 즉시 검지하고 누출된 수소기체의 농도 분석까지 가능한 센서 기술을 개발했다고 4일 밝혔다. 

수소기체를 감지하는 센서로는 팔라듐 금속 기반 센서가 주로 활용된다. 산화 팔라듐 입자가 수소와 만나 팔라듐 입자로 환원될 때 일어나는 전도성 차이를 통해 수소 누출을 검지하는 방식이다. 

다만 기존의 팔라듐 센서는 전도성의 미세한 변화로 누출을 검지하기 때문에 누출된 수소의 농도를 측정하는 데 한계가 있다. 

연구팀은 이를 보완한 팔라듐 금속의 나노갭 기반 저농도 수소 검지기술을 개발했다. 수소기체에 따른 팔라듐 금속의 팽창으로 나노갭이 메워지면서 전기가 흘러 수소기체의 누출 여부를 탐지하게 된다. 

수소 농도에 비례해서 전류가 더 많이 흐르는 특성을 활용해 누출되는 수소기체의 정량을 분석할 수 있다. 연구팀은 또 유연한 기판에 팔라듐 금속을 입히는 방식으로 제작해 제작 단가와 공정을 크게 개선했다. 

김정민 DGIST 선임연구원은 “이번 연구는 지난 10여 년간 진행한 수소 검지 센서와 관련된 연구를 모두 집대성한 것”이라며 “효율적이고 정확한 수소 검지 센서 대량생산을 위한 방법을 담고 있다”고 말했다. 

이번 연구 결과는 신소재 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 11월 22일자에 온라인 게재됐다.