고체 내에서 액체처럼 흐르는 수소이온…수전해 실현되나 작성일 04-21 130 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">GIST, 원자력연 및 도쿄과학대학과 공동연구…"양산 가려면 제조시설은?"</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="ufg0zY5rg5"> <p contents-hash="3ee3898d921e3e27d09174d334365f7fc36b4d02a97f889d4258b3c49a70c1f1" dmcf-pid="7HbslNEQkZ" dmcf-ptype="general">(지디넷코리아=박희범 기자)친환경 이차전지나 연료전지, 수전해 기술 실현 가능성이 한층 가까워졌다. 한-일 연구진이 수소를 음이온 상태로 만들어 액체저럼 빠르게 이동시키는 기술을 개발했다. 다만, 학술적인 가치는 큰 반면 산업 적용까지는 험난한 여정이 남았다.</p> <p contents-hash="8fa77455067c8f8e7a4831e6ebe60d715e266aa25d5d6c28b5a6ff7b8042368d" dmcf-pid="zXKOSjDxkX" dmcf-ptype="general">광주과학기술원(GIST, 총장 임기철)은 화학과 김상륜 교수(에너지융합대학원 겸임) 연구팀이 한국원자력연구원 및 일본 도쿄과학대학과 공동으로 고체 내 수소음이온의 전도 속도를 기존대비 1천 배 이상 높이는데 성공했다고 말했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="4524168f56156401c180f7638a1f22cb986f687fdc77c8d95f1af0ec4c4c9bb2" dmcf-pid="qZ9IvAwMkH" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="GIST 연구진. 착이온에 의한 수소음이온 전도를 세계 처음 구현했다. 왼쪽부터 김상륜 교수, 김태현·김태승·이태경 석박사통합과정 학생(사진=GIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202504/21/ZDNetKorea/20250421184655784oybb.jpg" data-org-width="636" dmcf-mid="pZD8Mz9Hct" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202504/21/ZDNetKorea/20250421184655784oybb.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> GIST 연구진. 착이온에 의한 수소음이온 전도를 세계 처음 구현했다. 왼쪽부터 김상륜 교수, 김태현·김태승·이태경 석박사통합과정 학생(사진=GIST) </figcaption> </figure> <p contents-hash="e9c8cad4ef30514ba97706cc0d8d1ac02b549a7fc552997b001cb3ee2c48175f" dmcf-pid="B52CTcrRkG" dmcf-ptype="general">이 연구는 기존의 리튬이온전지나 전고체전지와는 전혀 다른 방식의 에너지 이동 기술로, 수소음이온(H⁻)을 활용한 친환경 이차전지, 연료전지, 수전해 기술의 실현 가능성을 한층 끌어올렸다는 점에서 가치가 크다는 것이 연구를 책임진 김상륜 교수 얘기다.</p> <p contents-hash="0d537f28d7123af4541470afe849c7ac1626a24bf4b3f8a2be3f8c5f66b810e0" dmcf-pid="b1VhykmecY" dmcf-ptype="general">연구진은 이 연구에서 분자성 착이온을 활용했다. 착이온은 중심 원자에 여러 개의 분자 또는 이온이 붙어 있는 구조를 말한다. 전하를 띤 다원자 이온이다. 연구에서는 BH4⁻ (수소화붕소 음이온)을 사용했다.</p> <p contents-hash="a3b2fa6de4dbbcc087dd921c6ac11546ae9d4ae9594749a7d3e1d136cfe5c5f7" dmcf-pid="KtflWEsdcW" dmcf-ptype="general">이를 페로브스카이트 구조의 결정 내에 수소음이온과 함께 배치한 것. 페로브스카이드 구조는 광석과 같은 결정구조다.</p> <p contents-hash="fdf16df77847e19f12ddc09e1b903df78198e69293f5badbbf3649d32a5ba8f9" dmcf-pid="9F4SYDOJNy" dmcf-ptype="general">원자 수준에서 이들의 상호작용을 분석한 결과, 착이온의 고환원성(전자를 내주는 성질)에 의해 수소음이온이 안정화될 뿐 아니라, 착이온의 정전기적 상호작용이 약한 영역에서는 낮은 에너지 장벽이 형성돼 수소음이온이 보다 쉽게 이동할 수 있다는 것을 확인했다.</p> <p contents-hash="dc6471f50c23b31af30845b304146d290c74ac13d7501ab877c942cce75b0f96" dmcf-pid="238vGwIiaT" dmcf-ptype="general">연구진은 보다 정밀한 분석을 위해 중성자 회절 실험을 진행한 결과도 공개했다. 중성자를 물질에 쏘아 원자에 부딪혀 반사되는 패턴을 분석해보니, 착이온과 수소이온이 단일상(균일한 결정구조)으로 안정적으로 유지되는 것을 밝혀냈다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="bceadaf2e4701cd26bd694106885c03e05cac0b66322ae18ef663eaf66ec27f7" dmcf-pid="V06THrCnAv" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="분자성 착이온을 포함하는 수소음이온 전도성 페로브스카이트 구조. 오른쪽 그림이 수소음이온과 착이온이 공존하는 구조를 나타낸 그림이다.(그림=GIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202504/21/ZDNetKorea/20250421184657183decg.jpg" data-org-width="638" dmcf-mid="U3dZ3lWAo1" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202504/21/ZDNetKorea/20250421184657183decg.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 분자성 착이온을 포함하는 수소음이온 전도성 페로브스카이트 구조. 오른쪽 그림이 수소음이온과 착이온이 공존하는 구조를 나타낸 그림이다.(그림=GIST) </figcaption> </figure> <p contents-hash="ac066ebf5c02d2b8c4665772e8a792db4f2a7bd5ee625b0fe8a4a40118b694b4" dmcf-pid="fpPyXmhLgS" dmcf-ptype="general">김상륜 교수는 "MEM(맥시멈 엔트로피 방식) 분석으로 착이온이 주변 이온들과 비대칭적으로 상호작용하며 제자리에 고정되어 있다는 것도 확인했다"며 "착이온이 없는 기존 구조와 비교했을 때, 수소음이온의 이온전도도가 무려 1천배 이상 증가했다"고 설명했다.</p> <p contents-hash="3beb33dd2d561e2b6d29f0eeeab44e55b24d8541d0f64446413f63a0cebfb5d0" dmcf-pid="4UQWZsloAl" dmcf-ptype="general">김 교수는 “세계 처음 착이온에 의한 수소음이온 전도를 구현한 사례"라며 "다만, 상용화하려면 이 기술 구현 온도를 현재의 100도에서 실온 수준으로 낮춰야하고, 기존 양산체제를 모두 바꿔 새로 시스템을 갖춰야하는 어려움이 있다"고 말했다.</p> <p contents-hash="510a942cf997832ab5470ea09afc160b193febdcf8fc29b73d2da03d21f82ce3" dmcf-pid="8gh6Rq2Xch" dmcf-ptype="general">연구는 석박사통합과정 김태현·김태승·이태경 연구원이 공동 주저자로 참여했다. 연구결과는 화학분야 국제학술지(Journal of the American Chemical Society)에 지난 17일 온라인으로 게재됐다.</p> <p contents-hash="fb71b47556710358e4005aac3655736831ddfaee80a6bef406c22f7dcd858be9" dmcf-pid="6alPeBVZAC" dmcf-ptype="general">박희범 기자(hbpark@zdnet.co.kr)</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 지디넷코리아. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 엘라스트, '베르수스' 컴백 예열…소년미 풀장착 '변신 예고' 04-21 다음 SKT, 울산 미포산단 SK케미칼 대지 구매…데이터센터 건립 전망 04-21 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
