[가스신문 = 양인범 기자]  “LOHC는 대용량 수소에 필수적인 기술로, 앞으로도 많은 연구가 필요합니다.”

안창일 박사는 2009년 화학연구원에서 연구원 생활을 시작해, 한국과학기술연구원(KIST)의 수소연료전지연구센터에서 박사 후 연구원으로 일했다. 그는 지난달 KIST에서 발표한 ‘액상유기수소운반체(LOHC)수소 추출용 3차원 중형 다공성 구조 나노 금속 촉매 기술’ 논문의 제1저자이다. 안 박사를 만나 LOHC 탈수소화용 나노촉매 기술에 대해 자세히 들어봤다.

“해외에서 수소를 생산해 운송할 때의 단가보다 국내의 생산가격이 비싸면, 자연스레 수입을 해야 합니다. 이때, LOHC는 무게 대비 높은 에너지 저장 밀도(33.3kWh/kg·H₂)를 가지는 수소를 안정적으로 저장하고 운송해 활용할 수 있게 합니다. LOHC는 수소를 저장하기 위한 재생에너지 운반체 역할을 할 수 있으며, 수소 및 수소연료전지 사용의 광범위한 사용을 통해 탄소 배출을 획기적으로 감소시켜 글로벌 에너지 패러다임 전환을 선도할 수 있습니다.”

현재 녹색수소의 생산기술과 더불어 수소의 대용량 저장 및 운송 기술이 필요하므로 효율, 반복적으로 수소를 충·방전해 저장 및 운송하는 LOHC 기술의 중요성은 날로 커진다는 설명이었다.

“LOHC 탈수소화용 나노촉매는 정렬된 규칙적인 기공 구조를 갖는 중형 다공성 실리카 담체(지지체, support)에 일정한 크기의 백금 입자가 담체 표면 및 기공 내에 담지된 고성능의 촉매입니다. 저희는 이번 연구를 통해 이 촉매가 상용 촉매 대비 높은 촉매 안정성 및 성능을 가지고, 상대적으로 높은 수율의 목표 물질(탈수소화된 LOHC)을 생성함을 확인했습니다.”

그는 연구하면서 얻은 LOHC 탈수소화 촉매 성능 및 내구성, 생성물 분포 실험을 통해 최적 담체 선정에 대한 기초데이터를 얻었다.

“이를 통해 탈수소화 촉매의 비활성화, 즉 내구성 저하에 의한 촉매 성능 감소에 대한 문제는 백금 촉매를 활용한 LOHC 탈수소화 촉매 반응 공정의 대용량화 및 상용화를 위해 반드시 해결이 필요합니다.”

안창일 박사는 이러한 LOHC 탈수소화 촉매 성능 저하가 부반응으로 생성된 탄화수소 분자의 촉매 표면 침적에 의한 활성점의 감소로 인해 유발될 수 있다고 말했다.

“반복적인 수소의 충·방전 공정을 통해 수소를 저장·배출하므로, 탈수소화 촉매의 성능이 저하될 경우 반복되는 LOHC 충방전 시스템의 전체 성능이 급격하게 저하되며, 효율적인 상용 공정 개발을 위해 반드시 극복해야 합니다.”

안 박사는 수소연료전지 분야에서 대체물질에 대한 개발이 시급하다고 언급했다.

“수소 생산 촉매나 연료전지 전극 촉매에는 주로 백금, 팔라듐, 루테늄, 로듐 등 고가의 귀금속들이 사용됩니다. 탄소를 배출하지 않는 고효율 그린수소 생산 기술 및 관련 촉매 재료 확보와 연료전지 차량의 초기 생산 비용 원가 절감을 위해서는 이런 귀금속을 대체하는 물질도 만들어야 합니다.”

그는 향후에도 계속해서 수소 분야에 대한 연구를 하고 싶다고 덧붙였다.

“수전해 수소 생산용 촉매 및 폐플라스틱 분해를 통한 수소 생산 촉매 연구를 하고자 합니다.”

안창일 박사는 가스신문 독자들과 가스업계 종사자들에게 한 가지 당부와 함께 인터뷰를 마쳤다.

“재생가능한 대체에너지 개발을 위해 노력중인 한국의 과학기술자들과 연구자들은 많은 지원과 격려가 필요합니다. 사명감없이는 할 수 없는 일이니만큼, 더 따뜻한 시선을 부탁드립니다.”