| 내용 |
영국 글래스고 대학(University of Glasgow), 독일 킬 대학(University of Kiel), 포르투갈 C8-Faculdade de CiEncias da Universidade de Lisboa, 헝가리 과학아카데미(Hungarian Academy of Sciences)의 연구진은 층상 촉매를 통해 전류를 제어함으로써 밀리볼트(millivolt) 당 생산되는 수소의 양을 거의 두 배로 늘릴 수 있는 새로운 방법을 개발했다. 이 연구는 물에서 수소를 더 효율적으로 추출할 수 있는 방법을 제시하고 있고, 이것은 수소 전기 자동차를 구현하는데 새로운 길을 열어줄 수 있을 것이다. 고등학교에서 화학을 공부한 사람에게 전기 분해는 친숙하다. 전기 분해는 전류를 사용해서 물을 수소와 산소 가스로 분리하는 것이다. 풍력 또는 태양광 발전과 같은 재생 가능한 수단으로 전기 분해 공정에서 사용되는 전류를 공급한다면 추가적인 탄소를 대기로 방출하지 않고 기후 변화에 영향을 끼치지 않는다. 또한 수소 가스는 버스 및 자동차와 같은 수송 또는 난방용 연료원으로 사용될 수 있다. 이번 연구진은 전기 촉매를 통해서 수소를 생산할 수 있는 효율적인 방법을 찾는데 중점을 두었다. 이번 연구에서 몰리브덴 텔루르화물(molybedenum telluride) 촉매로 코팅된 전극에 특정 패턴의 고 전류 펄스를 인가하면 전기 분해 동안에 생성되는 수소 가스의 양이 증가한다는 것을 발견했다. 산성 전해질을 통한 전류 펄스를 최적화함으로써 수소를 만드는데 필요한 에너지의 양을 거의 50% 감소시킬 수 있었다. 현재, 영국은 재생 에너지원을 통해서 에너지 수요의 약 3분의 1을 충족하고 있고 스코틀랜드의 경우에 약 80%에 달한다. 전기화학적인 수소 생성은 지속 가능한 연료 제조를 위한 핵심 기술이다. 전이금속 칼코겐화물은 이런 반응을 위한 촉매로서 상당한 가능성을 보여주지만, 텔루르화물 촉매에 대한 연구는 거의 없었다. 이번 연구에서는 몰리브덴 텔루르화물 표면에 수소를 흡착함으로써 수소 가스 생성을 매우 촉진할 수 있다는 것을 발견했다. 이것은 몰리브덴 텔루르화물의 전자 구조를 미세하게 변화시킴으로써 가능하게 되었다. 전문가들은 소비 수요보다 더 많은 재생 전력을 생산할 수 있는 시점이 곧 도달할 것이라고 예측하고 있다. 현재 생산되고 있는 재생 에너지의 과잉은 또 다른 형태의 낭비가 될 수 있다. 따라서 이런 에너지를 나중에 사용할 수 있도록 저장할 수 있는 효과적인 방법이 개발되어야 한다. 배터리는 한 가지 방법이 될 수 있고, 그 중에서 수소는 매우 유망한 대안이다. 이번 연구는 촉매 구조의 변화로 최대 출력을 달성할 수 있도록 적절한 전류 시퀀스를 미세 조정할 수 있다는 것을 보여주었다. 향후의 연구는 가장 효과적인 촉매의 전자 구조를 개발하기 위한 인공 지능 프로토콜을 구현하는 것이 될 것이다. |
