[574호 2026년 1월] 뉴스 모교소식
한정우 교수, 바닷물로 수소 만드는 촉매 개발
한정우 교수, 바닷물로 수소 만드는 촉매 개발
재료공학부 한정우(화학생물98·사진) 교수 연구팀이 HD한국조선해양과 공동으로 바닷물 환경에서도 성능과 내구성을 유지하는 수전해 촉매 기술을 개발했다. 정제수에 의존해 온 기존 수전해 방식의 한계를 넘어, 해수를 활용한 그린 수소 직접 생산 가능성을 확장한 연구 성과다.
물 전기분해는 탄소중립 시대의 핵심 수소 생산 기술로 꼽히지만, 산업 현장에서는 물 확보와 정제 비용이 부담으로 작용해 왔다. 해수는 사실상 무한한 수자원이지만, 염소 이온으로 인한 촉매 부식과 염소 발생 반응 등으로 효율과 안정성을 동시에 확보하기 어렵다는 문제가 있었다.
연구팀은 계산과학 기반 설계와 실험 검증을 결합한 촉매 개발 전략으로 이 문제에 접근했다. 밀도범함수 이론(DFT) 등 계산화학 기법으로 후보 물질을 예측·선별한 뒤, 실제 해수 환경에서 성능과 내구성을 검증했다. 산화전극(OER) 분야에서는 염소 이온에 따른 부식과 부반응을 억제해 해수 조건에서도 안정적인 산소 발생 반응이 가능하도록 설계했다. 환원전극(HER) 분야에서는 백금(Pt) 기반 촉매의 대안을 목표로, 니켈-바나듐(Ni-V) 기반 비귀금속 촉매를 제시했다. 해당 촉매는 고전류 조건에서 상용 Pt/C 촉매를 웃도는 성능을 보였으며, 장시간 해수 환경에서도 안정적으로 작동했다. 이번 연구 성과는 국내 특허 6건, 해외 특허 1건 등 총 7건의 출원으로 이어졌으며, 핵심 결과는 국제 학술지 ACS Energy Letters와 Advanced Functional Materials에 연속 게재됐다.
한정우 교수는 “계산과학으로 도출한 설계가 실제 해수 환경에서도 성과로 이어졌다는 점에서 의미가 크다”고 밝혔다. 이번 공동연구는 실환경 기반 수소 생산 기술을 겨냥한 산학협력 사례로, 해수 기반 그린수소 기술의 상용화 가능성을 넓힌 성과로 평가된다.