다공성 중공형 섬유 무기 촉매 활용해 비정제 중유로 수소 생산

설용건 교수를 비롯한 국제 공동연구진이 나노 입자로 형성된 섬유 촉매를 이용해 비정제 중유로부터 수소를 생산하는 신개념 신재생 에너지 시스템 기술을 최초로 개발했다. 수소 경제에 대한 관심이 급증하는 시점에서 비정제 중유에서 수소가 생산이 되면 본 연구가 향후 수소 경제의 인프라에 크게 기여할 것으로 기대된다.

우리대학교 화공생명공학 설용건 교수 연구팀(전유권, 박대환)과 이화여대 최진호 교수, 일본 큐슈대 박주일 교수 연구팀이 공동으로 수행한 이번 연구는 한국연구재단과 ㈜GS Caltex의 지원으로 수행됐고, 연구결과는 과학저널 ‘네이처’의 자매지인 ‘사이언티픽 리포트지 (Scientific Reports)(IF 2.927)’에 10월 9일자(한국 시간)에 게재됐다. (논문명: Hollow Fibers Networked with Perovskite Nanoparticles for H2 Production from Heavy Oil)

에너지 문제가 점점 현실화 되는 이 시점에 미래의 신재생 에너지원인 수소에너지에 대한 관심이 고조되고 있다. 하지만 현재 수소에너지는 생산비가 많이 들어 에너지 선진국에서조차 실용화되지 못하고 있다.

일반적인 석유 분리 공정에서 생산되는 비정제 중유(가스 오일)를 수소 생산에 사용하는 경우 저렴한 가격으로 수소를 제조할 수 있다. 지금까지 황 및 방향족 함유량이 많은 비정제 중유에서 수소를 일정하게 생산하는 것은 촉매의 내구성 때문에 매우 어려운 일이었다. 설용건 교수를 중심으로 한 연구팀에서는 페로브스카이트(perovskite) 구조의 나노 입자로 형성된 다공성 중공형 섬유(hollow fiber)를 합성하여 촉매 반응기에서 비정제 중유를 이용한 수소 생산에 성공했다

설 교수는 “높은 황 함유량 때문에 직접적인 사용이 제한되었던 비정제 중유에서 촉매를 이용하여 직접적으로 수소를 생산하는 단서를 제공함으로써 수소 생산 프로세스 및 국내외 친환경 연료전지 인프라 구축에 크게 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다.