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포스텍 이동규 박사





서울대 정인호 교수





서울대 남준현 박사


국내 연구진이 수소를 대량 생산할 수 있는 세계 최고 수준의 효율을 가진 물질 개발에 성공했다.
포스텍(포항공대) 기계공학과 진현규 교수·이동규 박사 연구팀과 서울대 재료공학부 정인호 여유자금법 교수·남준현 박사 연구팀은 지구상에 풍부한 열에너지만으로 깨끗한 수소를 대량 생산할 수 있는 새로운 물질 개발에 성공했다.
이 물질은 기존보다 훨씬 빠른 컴퓨터 계산으로 발견했으며 세계 최고 수준의 효율을 갖고 있다는 점에서 탄소 배출 없는 미래 에너지 시대를 여는 기폭제가 될 전망이다.
연구는 국제 학술지 '어드밴스드 중소기업중앙회 사이언스' 온라인판에 최근 게재됐다.
많은 국내외 연구진들은 지구온난화로 인한 기후 위기 극복을 위해 탄소배출 저감 방안 찾기에 나선 결과 태울 때 물만 나오는 '수소'에 주목하고 있다. 특히 생산 과정에서도 탄소배출이 전혀 없는 '그린수소'는 기술개발 경쟁에 있어 핵심으로 꼽힌다.
연구팀은 특정 산화물 물질이 열을 받으 중국 주택가격 면 산소를 내보내고, 식으면 물에서 산소를 빼앗아 되돌리는 과정을 반복해 수소를 만드는 '열화학적 수소 생산' 기술에 우선 주목했다.
이 방식의 문제는 어떤 원소를 넣어야 효율을 높일 수 있는지, 또 최적의 비율과 반응 온도는 얼마인지를 찾는데 시간과 비용이 많이 소요된다는 것이다.
이에 연구팀은 열역학 원리를 바탕으로 저신용대출조회 한 대용량 데이터베이스와 고속 계산 기술을 결합해 '고속 대량 스크리닝' 방법을 고안해 냈다. 이 방법을 통하면 1천가지 이상의 서로 다른 조건을 단 하루 만에 분석할 수 있다. 기존 방식보다 무려 7천배 이상 빨라진 속도다.
이렇게 컴퓨터로 걸러낸 물질들을 실제 실험실에서 성능을 확인한 결과, 연구팀은 최종적으로 '(MgMnCo)0.65 신용불량자 회복 Fe0.35Oy'라는 복잡한 이름의 새로운 물질을 찾아냈다.
이 물질은 마그네슘·망간·코발트·철 등 여러 금속을 절묘한 비율로 섞여 만든 복합 산화물로, 열에너지 변환 효율과 원자당 수소 생산량 등 지표에서 세계 최고 수준의 성능을 보였다.
포스텍 진현규 교수는 "수소 생산을 넘어 다른 산업 분야에도 폭넓게 응용할 수 있다는 점에서 이번 연구를 의미있게 본다"며 "새로운 수소 생산 물질을 찾는 시간을 획기적으로 줄인 이 기술은 천연가스에서 수소를 뽑아내는 메탄 개질 공정, 폐배터리에서 귀중한 금속을 회수하는 배터리 재활용 등 다양한 분야에 두루 활용될 것으로 기대된다"고 했다.