이용률 높일 수 있는 새로운 수소 저장물질 제시

[산업일보]
이산화탄소(CO2) 방출이 없어 미래 청정에너지로 주목받는 수소. 그러나 폭발의 위험과 경제성이 상용화에 걸림돌이 되고 있다.

한국연구재단(이사장 조무제)은 홍지상 교수(부경대) 연구팀이 2차원 물질인 C2N를 이용해 수소에너지를 기존보다 안전하게 저장할 수 있는 이론적 방법을 개발했다고 밝혔다.

연구팀은 수소 저장 그릇 역할을 하는 C2N에 리튬(Li)을 도핑한 경우 C2N과 결합하는 리튬의 결합에너지가 매우 커서 수소가 안정적으로 결합되고 기존에 문제가 되었던 리튬 뭉침현상을 해결할 수 있다는 결과를 이론적으로 얻었다.

이론적 분석 결과, 최대수소흡착비율이 13% 정도로 나타났다. 이는 기존의 다른 물질들과 비교할 때 30~40% 이상 향상된 결과이다. 저장된 수소를 활용할 수 있는 실제 활용용량값도 10% 정도로 나타났다.

홍지상 교수는 “이 연구는 기존의 수소저장과 관련된 문제점을 해결하면서 안전하게 수소에너지를 저장할 수 있는 이론을 제시한 것이다. 고체상태의 물질로 안정적인 수소 저장 방안을 보여 이론을 검증하기 위한 활발한 연구를 유도할 것으로 기대된다.”라고 연구의 의의를 설명했다.

홍 교수는 이 연구에서 실재 소자응용을 위한 조건 하에서 흡착된 수소분자를 얼마나 활용할 수 있는가에 대한 계산까지 진행해 Li 도핑된 C2N 이 수소저장 매체로서 매우 가능성이 높을 수 있다는 새로운 성과를 얻었다. 특히 고체상태의 물질을 이용하여 높은 수소저장의 가능성을 제시하였다.

지금까지 나타난 문제점을 해결할 수 있는 이론적 제시를 실험적으로 실재 확인하기 위한 활발한 연구가 기대된다.

실재 실험을 통해 이론적 결과가 확인된다면, 수소에너지 저장과 관련된 분야에 고 부가가치 응용소자들이 출현할 것이라 기대된다.

특히 안정적인 상태에서 수소저장을 위해서는 고체상태의 물질을 이용하는 것이 바람직한데 이 연구에서는 이러한 측면에서 그 가능성을 제시했다.

이 연구에서 얻어진 결과를 확인하기 위한 활발한 실험연구가 진행될 것이라 기대되며, 향후 실험적으로 검증이 된다면 수소저장과 관련된 연구분야 (전기자동차 베터리, 연료전지) 에 많은 후속연구를 촉발시키는 계기가 될 것으로 기대된다.