숭실대 김자헌 교수팀, 신개념 수소저장물질 개발

화학분야 세계적 권위지 ‘안게반트 케미’ 중요논문 선정

국내 연구진이 새로운 개념의 수소저장 물질 개발해 학계의 주목을 받았다. 미래 에너지 문제 해결에 한걸음 다가서는 계기가 됐다는 평가다.

교육과학기술부는 숭실대 김자헌 교수팀이 분자 골격간 변환을 자유롭게 조절하는 새로운 개념의 수소저장 물질을 개발했다고 1일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학분야의 세계적 권위지인 독일화학회의 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie)’에 지난달 17일 중요논문으로 게재됐다.

수소는 미래 에너지 문제를 궁극적으로 해결할 수 있는 청정에너지원으로 한국을 비롯해 세계적으로 많은 연구가 진행되고 있다. 현재는 수소를 고압으로 압축해 저장하는 수준으로 저장용기의 부피를 줄이고 낮은 압력에서도 안전하고 효율적으로 저장하는 연구가 활발한 상황이다.

이 가운데 현재 주목받고 있는 방식은 MOF(하단설명 참조)와 같은 지극히 작으면서도 구멍이 많은 물질에 수소를 저장하는 방식이다. MOF는 금속 이온과 유기 분자들이 규칙적으로 배열돼 결정 내에 다양한 크기의 공기구멍을 갖고 있으며 수소 저장에 유리하기 때문이다.

김 교수팀은 MOF 이중 골격을 제작해 수소가 흡착할 수 있는 표면적을 증가시키고 불필요한 기공 부피를 줄여 저장 효율을 증가시키는 연구를 중점 수행했다. 그 결과 MOF를 섭씨 300도에서 가열해 다양한 종류의 기체저장 물질을 생성할 수 있음을 보였다.

김 교수는 “이번 연구를 통해 수소와의 상호작용력을 조절할 수 있는 새로운 형태의 MOF의 개발이 가능하게 됐다”며 “수소를 포함한 여러 기체 저장 및 분리에 광범위하게 응용할 수 있다”고 말했다.

◆ MOF(Metal-Organic Framework) : 금속 이온과 유기 분자가 연결돼 골격구조를 갖는 결정성 물질. 골격표면과 나노 공기구멍에 수소를 저장할 수 있다.