포항공과대(POSTECH) 물리학과·첨단원자력공학부 윤건수 교수와 기계공학과 진현규 교수 연구팀이 마이크로파를 이용해 청정수소를 단 몇 분 만에 생산하는 기술을 개발했다고 15일 밝혔다.
이 혁신적 기술은 청정수소 생산 공정의 온도를 600도 이하로 낮추며 기존 고온 공정의 한계를 극복했다.
마이크로파는 전자레인지 원리로 물질을 가열하거나 화학 반응을 촉진하는 데 유용한 에너지원이다.
포항공과대 연구진은 이 기술을 활용해 기존 1500도 이상의 고온에서 진행되던 금속 산화물의 산화-환원 반응을 저온에서도 가능하게 만들었다.
특히 가돌리늄이 첨가된 세륨 산화물의 환원 온도를 600도 이하로 낮추고, 단 몇 분 만에 산소 공공을 형성하는 데 성공했다.
이는 마이크로파의 전기적 에너지가 필요한 열에너지의 75%를 대체할 수 있음을 입증한 결과다.
청정수소는 탄소 배출이 없고 화석연료를 대체할 에너지로 주목받고 있지만, 기존의 수소 생산 기술은 높은 비용과 낮은 효율성으로 상용화에 어려움을 겪고 있다.
이 기술은 이러한 문제를 해결할 돌파구로 평가받으며 청정 에너지 시장에 큰 변화를 가져올 것으로 기대된다.
윤건수 교수는 "마이크로파를 이용한 새로운 메커니즘 제시와 기존 공정의 한계 극복에 중요한 성과"라고 강조했다. 진현규 교수는 "이는 기존 열화학적 수소 생산 기술의 상용화 가능성에 변화를 일으킬 것이며, 향후 마이크로파 기술을 활용한 새로운 물질 개발에도 큰 도움이 될 것"이라고 덧붙였다.
이번 연구 성과는 재료화학 분야의 권위 있는 국제 학술지 '재료화학회지 A(Journal of Materials Chemistry A)'에 내부 표지 논문으로 게재되며, 학계에서도 큰 주목을 받고 있다.
배동현 ([email protected]) 기사제보
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