인실리코텍 최승훈 박사팀, 수소 질량 - 부피 압축 다공성 저장물질 개발

수소 車 개발 큰 진전

오염 없는 수소연료 자동차 개발에 한발 더 다가서게 됐다.

21세기프런티어 고효율 수소에너지사업단 최승훈 박사팀(인실리코텍 중앙연구소장)은 수소연료 자동차에 사용 가능한 다공성 수소저장 물질을 개발했다고 23일 밝혔다.

수소는 부피가 크기 때문에 연료로 사용하기 위해서는 고압의 저장탱크가 필요하다. 그러나 저장탱크의 크기를 줄이는 데 한계가 있고, 폭발하면 사용자에게 치명적이라는 단점이 있다. 이 때문에 구멍이 많은 ‘다공성 물질’에 수소를 저장해 부피도 줄이고 안전성을 높이는 방법을 연구하고 있다.

이번에 개발된 물질은 층층이 쌓여 있는 2차원 평면 다공성 물질 층 사이에 기둥역할을 하는 ‘COF-1’이라는 유기 분자를 넣어 수소가 저장되기 적절한 공간을 확보토록 했다. 이 기술을 적용하면 저장물질의 질량과 부피를 동시에 줄일 수 있다.

미국 에너지부가 정한 자동차에 적용되는 수소저장물질의 기준은 L당 70g의 수소저장능력이다. 현재 개발된 다공성 수소저장물질은 L당 40g의 수소저장능력을 갖고 있지만 이번에 개발된 다공성 물질은 L당 61.7g의 수소를 저장할 수 있다. 1.5배 정도 성능을 향상시킨 것이다.

최 박사는 “기존 수소저장물질은 전체 물질의 질량 중 수소비율을 의미하는 질량저장밀도에만 초점을 맞췄는데, 이번 기술은 실질적으로 수소저장능력을 늘릴 수 있는 부피저장밀도를 높이는 기술”이라며 “수소저장물질의 산업화를 한 단계 향상시킨 것으로 무공해 자동차 에너지원으로 연구 중인 연료전지 소재로 활용이 가능할 것”이라고 말했다.

이번 연구성과는 미국 화학회에서 발간하는 ‘물리화학회지 C’ 지난달 12일자에 실렸으며, 한국과 미국에 특허 출원한 상태다.

유용하 동아사이언스 기자 edmondy@donga.com