버려지는 폐타이어 속 철강선, 수소생산 비용 뚝 떨어뜨린다

.

버려지는 폐 타이어 속 스테인레스강, 즉 철심을 활용해 값싸게 수소연료를 생산할 수 있는 기술이 개발됐다. 한양대 이성철 화학공학과 교수팀은 전극 소재인 이리듐ㆍ루테늄 대신 니켈ㆍ몰리브데늄으로 촉매를 만들고, 이를 폐타이에서 추출한 스테인레스강에 고정시킨 ‘MoNi4/SSW’와 ‘Rs-SSW’라는 복합체를 개발했다고 14일 밝혔다.

이 물질은 성능과 내구성 측면에서 최고의 촉매로 알려진 백금ㆍ이리듐보다 뛰어나다. 또 고농도ㆍ고온에서도 낮은 과전압을 보여, 기존보다 획기적으로 적은 전기로 수소를 생산할 수 있다. 폐 타이어속 스테인레스강을 활용한다는 점에서도 생산 비용을 크게 떨어뜨릴 수 있다. 폐타이어는 국내에서만 연간 39만t(2017년 기준) 이상 생산된다. 이런 폐타이어 속 철심의 비율은 종류에 따라 10~20%에 달한다. 이 교수의 연구 결과는 폐자원도 활용하고, 수소도 경제적으로 생산할 수 있는 방법이다. 이 교수팀은 ‘MoNi4/SSW’와 ‘Rs-SSW’복합체에 관한 특허출원을 한 상태다.

그간 연구자들은 지구온난화의 주범인 이산화탄소 발생 없이 수소를 생산하는 방법으로, 효율적인 물(H2O) 전기분해 방법을 연구해오고 있지만,  백금ㆍ이리듐 등 고가의 금속을 대체할 저렴한 촉매를 찾는데 어려움을 겪고 있다.

이성철 교수는 “이번 연구는 정부가 추진하는 P2G 기술 및 환경 분야에 새로운 방향을 제시할 뿐 아니라 실용화 기술의 잠재적 가치를 가지고 있어 여러 분야에서 주목받을 것”이라며 “향후 상업화될 경우 정부가 추진하는 수소경제 플랫폼에서 에너지 및 환경문제 해결에 기여할 것”이라고 말했다.

이번 연구결과는 재료과학 분야의 세계 최고 권위지인 ‘어드밴스트 에너지 머티리얼’(Advanced Energy Materials) 5월호에 게재됐다.

☞P2G(Power to Gas)=태양광ㆍ풍력의 출력으로 물을 전기분해해 수소를 생산 저장하거나, 이 수소를 이산화탄소와 반응시켜 생성된 메탄을 저장하는 기술이다. 기존 에너지 저장 기술이 전력을 전력 형태로 저장한다면 P2G는 전력을 연료 형태로 저장하는 것이 차이점이다.

최준호 과학ㆍ미래 전문기자 joonho@joongang.co.kr