16억달러 수소 저장용 분리막 시장, 국내 연구팀 관련 기술 개발 작성일 04-20 167 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">화학연 등 공동연구팀, LOHC 수소 저장용 분리막 개발</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="zmDkY26FCs"> <p contents-hash="b49223f64b76a1610a3104f6484d6a74688b87a8a86465084697bc4e34017a6b" dmcf-pid="qswEGVP3Sm" dmcf-ptype="general">[아이뉴스24 정종오 기자] 국내 연구팀이 전기화학 방식의 수소 저장 기술 성능을 크게 높일 수 있는 고분자 전해질막을 개발했다. 관련 시장은 2030년쯤 약 15억9200만 달러에 이를 것으로 예상된다.</p> <p contents-hash="8e3159f1e43cb61f469d6ba35c9a3d9369e8a0b1bfd62688dda9daf1c87ae915" dmcf-pid="BrEcW98tvr" dmcf-ptype="general">한국화학연구원(원장 이영국) 소순용 박사, 연세대(총장 윤동섭) 이상영 교수 공동 연구팀은 ‘SPAES(특수한 고분자로 만든 분리막)’라는 탄화수소 기반 고분자 전해질막을 적용해 전기화학적 LOHC(액체 유기 수소운반체) 수소화 방식에 쓰이는 차세대 수소 저장용 분리막 기술을 개발했다.</p> <p contents-hash="f6cccd3251f39df8dfc24a7902e747756d306d20e11b4a71173099936714124b" dmcf-pid="bmDkY26FWw" dmcf-ptype="general">한 분석 업체(Valuates Reports)의 자료를 보면 LOHC 세계 시장 규모는 2025년 약 2억3000만 달러로 예상된다. 연평균 30.1%로 성장해 2030년 약 15억9200만 달러에 이를 것으로 예측하고 있다.</p> <p contents-hash="5c26ebe2004927298929050e7afa8153b3246b3204d3e1136f677138e5477962" dmcf-pid="KswEGVP3hD" dmcf-ptype="general">나피온(Nafion) 등 기존 상용화된 과불소계 양이온 교환막(PEM)의 단점이던 톨루엔 투과성을 60% 이상 줄이고 수소화 반응 효율은 72.8%까지 끌어올렸다.</p> <p contents-hash="a0bd14c4e838a23a38b2ab30037ee9362d6d9a09c735221ea88a336d01e03c01" dmcf-pid="9OrDHfQ0CE" dmcf-ptype="general">LOHC는 수소를 저장하고 운송하기에 적합한 액체 화합물이다. 기존 기체 수소는 압축(100bar 이상)과 액화(-252.9℃)를 통해 운송해야 하는 문제가 있다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="01b7e09b1e7607284dde2921f4e9761515e5532085ff55c728e93a5c5907b8ab" dmcf-pid="2ImwX4xplk" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="국내 연구팀이 전기화학 방식의 수소 저장 기술 성능을 크게 높일 수 있는 고분자 전해질막을 개발했다. 연구 결과는 국제학술지에 실렸다. [사진=화학연]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202504/20/inews24/20250420120033777pqwx.jpg" data-org-width="570" dmcf-mid="7ryvuJg2hO" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202504/20/inews24/20250420120033777pqwx.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 국내 연구팀이 전기화학 방식의 수소 저장 기술 성능을 크게 높일 수 있는 고분자 전해질막을 개발했다. 연구 결과는 국제학술지에 실렸다. [사진=화학연] </figcaption> </figure> <p contents-hash="cb8d9a1f09cd7ac56b7bb606f5fdf110861cc9578c2071630f189501d68efb30" dmcf-pid="VCsrZ8MUvc" dmcf-ptype="general">톨루엔과 같은 LOHC를 활용한 전기화학적 수소 저장이 주목을 받고 있다. 기존 톨루엔 전기화학적 수소 저장은 전기화학 장치 내 분리막을 통해 톨루엔이 반대쪽 전극으로 투과해 손실되는 문제가 있다.</p> <p contents-hash="ff774b7cd0e08850dcd31ab03e026640d5a5a88be2f91ee36d15a388c3f51b2c" dmcf-pid="fhOm56RuvA" dmcf-ptype="general">상용화된 과불소계 막(나피온 등)은 톨루엔 투과율이 높다는 문제가 있었다. 톨루엔의 손실뿐 아니라 수소화 반응 중 산소 발생 촉매를 오염시켜, 반응 효율이 하락하는 문제가 있었다.</p> <p contents-hash="8c5a8357c3cc92fc4750aa9d28c6fda0be24f098ae26157784d034d167ba51c8" dmcf-pid="4lIs1Pe7lj" dmcf-ptype="general">연구팀은 탄화수소 기반의 ‘SPAES 분리막’을 새로 설계했다. 분리막을 통한 프로톤 전달 성능은 유지하면서도 톨루엔 투과를 최소화했다. 고분자 전해질막의 친수성 도메인을 2.1나노미터로 좁혀 톨루엔 확산도를 낮춘 것이다.</p> <p contents-hash="075675e9cdea7bc4d5ffb1b78a0b6c083b1df15f62b0e2053ab6538a90acd583" dmcf-pid="8SCOtQdzTN" dmcf-ptype="general">비유하자면 물길처럼 이온이 지나가는 막 속 통로(친수성 도메인)를 머리카락 굵기의 5만분의 1 크기로 아주 좁게 설계한 것이다. 이 구조는 톨루엔 분자가 막 속으로 퍼지는 것을 방해한다. 톨루엔이 막을 통과하는 속도를 기존보다 약 20배나 느리게 만들었다.</p> <p contents-hash="78bfe666f24e990203bfb70d5f1a60fed58eea86fe407bac3c88dbbb3e491840" dmcf-pid="6vhIFxJqCa" dmcf-ptype="general">그 결과, 톨루엔 투과량은 60% 감소하고 수소화 반응 효율은 기존 나피온의 68.4% 보다 높은 72.8%를 기록했다. 장시간(48시간) 구동 성능도 우수했다. 전압 강하율이 나피온과 비교했을 때 SPAES를 적용하면 약 40% 개선된 것으로 나타났다.</p> <p contents-hash="5f547084b6d1be8bed1550106935a4300667e64dd5c1980a2614a8082c6cbe5d" dmcf-pid="PGyvuJg2lg" dmcf-ptype="general">전극 오염 억제 효과도 입증됐다. 분리막 자체의 화학적 안정성과 구조적 변화도 없어 장기 사용 가능성이 높은 것으로 나타났다.</p> <p contents-hash="3899b9fd61ae6f2eaaa8534b3b08a21428ba05abf597f83e1e2ecbd1aa98cceb" dmcf-pid="QHWT7iaVho" dmcf-ptype="general">연구팀은 앞으로 발생한 전기를 바로 저장할 수 있는 통합형 소자 개발과 함께 독립형 고효율 수소 저장 시스템을 구축한다면 2030년쯤 상용화가 가능할 것으로 전망하고 있다.</p> <p contents-hash="ee4609d5e2ba2960b24cdc6b21ab0416a2f4a95216180bbe68a4cdd857bbc2aa" dmcf-pid="xXYyznNfyL" dmcf-ptype="general">연구팀은 “이번 연구는 전기화학 기반 수소 저장 기술의 병목이었던 분리막의 한계를 극복한 성과로 기존 수소저장·운송 기술의 대안을 제시했다”고 말했다.</p> <p contents-hash="9eaef989249782d189ec909267b270469d60c0478661f458e3edcb88cdd84147" dmcf-pid="yJRxE50Cln" dmcf-ptype="general">이영국 화학연 원장은 “이번 기술은 수소연료전지차, 수소 발전 등 다양한 친환경 에너지 시스템에 적용 가능성이 커 수소 경제 활성화에 이바지할 것으로 기대된다”고 말했다.</p> <p contents-hash="92b2fefe5bb72efe23078f0a9cd43a3df1b09771e1e8660c91ba15843bfa52fe" dmcf-pid="WieMD1phWi" dmcf-ptype="general">관련 논문은 2025년 2월 재료·에너지 분야 국제학술지 ‘소재 화학 A(Journal of Materials Chemistry A)’에 표지 논문으로 실렸다. 화학연 소순용·유덕만 박사와 연세대 이상영 교수가 교신저자로 참여했다. 화학연 이창진 학생이 1저자로 참여했다.</p> <address contents-hash="2bc4b04da5fa6ac8f93874737016d5f249a6238f72a31bf53f172730f1fb52b6" dmcf-pid="YndRwtUlWJ" dmcf-ptype="general">/정종오 기자<span>(ikokid@inews24.com)</span> </address> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 아이뉴스24. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 할수록 손해 커지는 마이너스 경매… 과연 쪽밥 멤버는? 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