백금값의 100분의 1 신소재 세계 첫 개발

[중앙일보] 입력 2017.02.14 01:00 수정 2017.02.14 15:50 | 경제 4면 지면보기   수소경제 시대 이끌 필수 촉매제 울산과기원팀 ‘네이처’에 발표   수소경제 시대에 꼭 필요한 촉매를 국내 연구진이 개발했다. 나노과학 분야 세계 최고 권위 학술지 중 하나인 ‘네이처 나노기술’은 13일(영국 현지시간) “백종범 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 교수팀이 물을 분해해 수소를 얻는데 활용할 수 있는 촉매 중 세계에서 가장 경제적인 촉매를 개발했다”고 밝혔다.   수소를 얻을 수 있도록 물을 분해하는 기술이 상업적으로 경쟁력을 가지려면 4가지가 필요하다. ▶수소변환효율이 높아야 하고 ▶내구성이 우수하며 ▶낮은 전압에서도 작동하고 ▶가격이 저렴해야 한다. 현재 상용화된 촉매는 4가지 요건을 모두 갖추지는 못했다. 예컨대 가장 수소변환효율이 좋은 백금은 가격이 비싸고, 저렴한 니켈·철 등은 부식되거나 높은 전압에서만 작동한다. 높은 전압이 필요하다는 건 비용(전력 소모)이 많이 든다는 뜻이다.   하지만 백 교수팀이 개발한 루테늄(Ru)을 소재로 한 촉매(Ru@C2N)는 4가지를 모두 갖췄다. 루테늄은 단단하고 은백색을 띠는 희귀금속으로 주로 합금제나 저항재, 촉매로 사용된다. 일단 가격이 상대적으로 매우 저렴하다. 백금촉매 1㎏을 제작하려면 3억원이 들지만, 이 촉매는 300만원이면 1㎏을 만든 다. 수소변환효율도 뛰어나다. 연구진이 백금·코발트·니켈·납으로 만든 촉매와 비교했더니 연구진의 촉매가 가장 뛰어난 효율을 기록했다. 전압이 낮아도 촉매 역할을 충실히 했고, 물의 산도(pH)에도 영향을 받지 않았다.   문희철 기자 reporter@joongang.co.kr .