j81최신재테크디비문의]➡️텔레MBE24+{ 화학연, 분리막 설계로 수소운반체 성능 대폭 향상소순용 한국화학연구원 책임연구원과 이상영 연세대 교수 공동 연구진이 차세대 수소 저장용 분리막을 개발했다./한국화학연구원 국내 연구진이 전기화학 방식의 수소 저장 기술을 크게 개선할 수 있는 고분자 전해질막을 개발했다.소순용 한국화학연구원 책임연구원과 이상영 연세대 교수 공동 연구진은 탄화수소 기반 고분자 전해질막을 적용한 차세대 수소 저장용 분리막을 개발했다고 20일 밝혔다. 분리막은 장치 내 양극과 음극이 접촉하지 않도록 분리하는 역할을 한다.액체 유기 수소운반체(LOHC)는 수소를 저장할 수 있는 액체 물질로, 흔히 톨루엔이 쓰인다. 톨루엔에 수소를 붙이면 메틸사이클로헥산(MCH)이 되는데, 이 반응을 활용해 수소를 저장하거나 꺼낸다. 하지만 톨루엔을 LOHC로 사용하는 경우, 전기화학 장치 내 분리막을 통해 톨루엔이 반대쪽 전극으로 투과해 손실되는 문제가 있었다.연구진은 탄화수소 기반의 ‘SPAES 분리막’을 새로 설계해 성능은 유지하면서도 톨루엔 투과를 최소화했다. 마치 이온이 지나가는 막 속 통로를 머리카락 굵기의 5만분의 1 두께로 아주 좁게 설계한 것이다. 이 구조는 톨루엔 분자가 막 속으로 퍼지는 것을 방해해 톨루엔이 막을 통과하는 속도를 기존보다 약 20배나 느리게 만들었다.그 결과, 톨루엔 투과량은 60% 감소하고, 수소화 반응을 나타내는 효율은 기존 막의 68.4%보다 높은 72.8%를 기록했다. 48시간 동안 구동 성능도 우수했다. 전극 오염 억제 효과도 입증됐으며, 분리막 자체의 화학적 안정성과 구조적 변화도 없어 장기 사용 가능성이 높은 것으로 나타났다.연구진은 향후 발생한 전기를 바로 저장할 수 있는 통합형 소자 개발과 함께 독립형 고효율 수소 저장 시스템을 구축한다면 2030년경 상용화가 가능할 것으로 전망했다. 이영국 화학연 원장은 “이번 기술은 수소연료전지차, 수소 발전 등 다양한 친환경 에너지 시스템에 적용 가능성이 커, 수소 경제 활성화에 기여할 것으로 기대된다”고 밝혔다.이번 연구 결과는 재료와 에너지 분야의 국제 학술지 ‘소재 화학 A(Journal of Materials Ch