전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 에너지

속보

더보기

저렴한 철(Fe) 이용 고효율 물 분해 촉매 개발

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

UNIST, 산소 발생 반응 최적화
비싼 상용 촉매보다 25% 높은 성능

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 화석 연료를 대체할 친환경 에너지로 물을 전기로 분해해 얻는 수소에 대한 관심이 뜨겁다. 이때 전기를 적게 쓰도록 물 분해 반응의 효율을 높이는 게 중요하다. 여기서 중요한 산소 발생 반응을 도와줄 저렴한 고성능 촉매가 개발됐다.

UNIST(울산과학기술원) 자연과학부 화학과의 김광수 특훈교수(국가과학자)가 이끄는 연구팀은 물의 전기분해에 쓰일 저렴한 촉매로 '철/코발트 인산(FeCoPO₄)' 물질을 개발하는 데 성공했다고 25일 밝혔다. 이 촉매는 상업적으로 쓰이는 비싼 촉매에 비해 25%나 성능이 개선돼 눈길을 끈다.

연구결과는 에너지 분야의 권위 있는 학술지인 '네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)' 최신호에 출판됐다.

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 이론적으로 예측된 철/코발트 인산(FeCoPO₄) 촉매 물질의 구조: 철(Fe)은 노란색, 코발트(Co)는 파란색, 인산(P)은 보라색, 산소(O)는 빨간색, 수소(H)는 하얀색으로 표시됐다. 첨가된 인산은 철과 코발트 주변의 전자 배치 분포와 화학결합 상태를 바꿔 금속 활성 사이트의 산소 환원 전위를 낮춰 준다. [그림=UNIST] 2019.11.25 kimys@newspim.com

물 분해 반응에서는 수소와 산소를 만드는 반응이 각각 동시에 일어난다. 그런데 둘 중에서 산소 발생 반응은 상대적으로 속도가 느려 전체 물 분해 반응의 효율을 낮춘다.

이를 극복하기 위해 산화이리듐(IrO₂)과 산화루테늄(RuO2)을 산소 발생 반응의 촉매로 써서 반응속도를 높이고 있지만, 이들은 뛰어난 성능에 비해서 안정성이 낮다. 또 비싼 귀금속인 이리듐과 루테늄이 주성분이라는 한계점을 갖고 있다.

김 교수팀은 값싼 물질을 이용하면서 효율과 안정성이 높은 새로운 산소 발생 반응용 촉매를 개발했다. UNIST 화학과 연구진이 고안한 산화 그래핀 지지대 위에 철(Fe), 코발트(Co), 인산(P)을 넣은 물질이다. 또 화학과 연구진은 연구 방향에 맞춰 철과 코발트가 인산과 결합해 만들어질 수 있는 다양한 조성의 물질을 슈퍼컴퓨터를 사용해 계산했다.

철/코발트-인산 촉매에서 산소 발생 반응은 철과 코발트 원자 위에서 일어난다. 이 원자 주위의 전자 분포와 화학결합이 산소 발생 반응의 효율을 결정하는데, 새로 개발한 촉매의 경우에는 첨가된 인산이 이 부분을 최적화하는 것으로 계산됐다. 연구팀은 이렇게 이론적으로 예측된 물질을 합성해 실험적으로 입증했다.

이번에 개발된 철-코발트 인산 촉매는 상업용으로 쓰이는 산화이리듐 촉매보다 25% 이상 개선된 효율을 보였다. 촉매 효율은 반응을 일으키기 위해 추가로 들어가는 전기에너지의 양인 '과전압'으로 평가한다. 촉매 1㎠ 당 100밀리암페어(mA)의 전류 밀도를 얻을 때 산화이리듐은 303밀리볼트(mV)가 필요하지만, 새로운 촉매는 237mV만 필요했다. 이 값은 이론적으로 예측했던 값에도 가깝다.

새롭게 합성된 물질은 성능뿐만 아니라 안정성도 뛰어났다. 5000번 이상 반응한 후에도 구조적으로 크게 변하지 않았고, 70시간 동안 반응을 지속해도 반응성이 떨어지지 않았다. 또 촉매를 구성하는 산화 그래핀 지지체가 철/코발트와 인산의 낮은 전기 전도도를 보완해 한 층 더 우수한 반응성을 보였다.

김 교수는 "값비싼 상용 촉매보다 산소 발생 반응성이 훨씬 개선된 데다 수백 배 저렴한 촉매가 개발됐다"며 "앞으로 연료전지 등 여러 친환경 에너지 물질의 촉매 개발에도 유용할 것"이라고 밝혔다.

kimys@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
정용진 회장, 스타벅스 대표 해임 ▲ ▲ 정용진 신세계그룹 회장. (사진=신세계그룹)[mdtoday = 양정의 기자] 신세계그룹이 5·18 광주민주화운동 기념일에 스타벅스코리아가 ‘탱크데이’ 이벤트를 진행한 데 대한 책임을 물어 손정현 대표를 즉시 해임했다. 논란이 커지며 정용진 회장이 직접 강한 조치를 지시한 것으로 전해졌다. 회사는 이번 조치를 금일 확정했다고 밝혔다. 함께 행사를 기획하고 주관한 담당 임원도 해임 대상에 포함됐으며, 관련 임직원 전반에 대해서는 징계 절차에 들어갈 계획이다.정용진 회장은 이번 논란과 관련해 책임자와 관계자에게 중징계를 내릴 것을 직접 지시한 것으로 전해졌다. 정 회장은 특히 이번 사고가 5.18 광주 민주화 운동의 숭고한 정신을 기리는 기념일에 발생한 점을 심각하게 받아들였고, 다시는 이런일이 재발하지 않도록 그룹이 취할 수 있는 가장 강한 수준의 조치를 주문했다고 한다.신세계그룹은 “정용진 회장은 이번 일을 보고받은 즉시 엄정하고 철저한 내부 조사를 지시했다”고 밝혔다. 이어 이번 사안을 매우 중대하게 보고 대표이사 해임이라는 결정을 내렸다고 설명했다.그룹은 향후 유사 사태의 재발을 막기 위해 업무 프로세스를 재정비하고, 조직 내에서 올바른 역사 인식을 세우는 데도 힘을 쏟겠다는 방침이다. 이 기사는 메디컬투데이가 제공하는 기사입니다. 2026-05-18 22:09
사진
Z폴드8 '300만원 시대' 여나 [서울=뉴스핌] 서영욱 기자 = 삼성전자 스마트폰 평균 판매가격(ASP)이 올해 1분기 전년 대비 23% 상승한 것으로 나타났다. 인공지능(AI) 반도체 수요 급증으로 모바일 메모리와 애플리케이션프로세서(AP), 카메라모듈 등 핵심 부품 가격이 급등하면서 제조 원가 부담이 커진 영향이다. 오는 7월 공개 예정인 갤럭시 Z폴드8·Z플립8 역시 가격 인상 압력이 거세 새 폴더블폰은 300만원 시대에 진입할 것이란 전망이 나온다. 18일 삼성전자 분기보고서에 따르면 올해 1분기 스마트폰 평균 판매가격은 지난해 연간 평균 대비 약 23% 상승했다. 지난해 사업보고서에서 연간 평균 판매가격이 전년 대비 3% 하락했던 것과는 대조적인 흐름이다. [AI 인포그래픽=서영욱 기자] 가격 상승 배경으로는 AI 서버용 반도체 수요 급증에 따른 메모리 공급 부족과 첨단 공정 전환에 따른 부품 원가 상승이 꼽힌다. 삼성전자는 디바이스경험(DX)부문 주요 원재료 가격 변동 현황에서 모바일AP 솔루션 가격이 전년 대비 약 12% 상승했고 카메라모듈 가격은 약 15% 올랐다고 밝혔다. 특히 모바일용 메모리 가격은 107% 급등했다. 2배 이상 오른 셈이다. 글로벌 시장조사업체 트렌드포스에 따르면 지난 1분기 스마트폰 부품 원가(BOM)에서 메모리가 차지하는 비중은 10~15% 수준에서 30~40%까지 올랐다. 스마트폰에 들어가는 저전력 모바일 D램인 LPDDR4X와 LPDDR5X는 지난 1분기 가격이 전 분기 대비 58~63% 올랐다. 메모리 가격 급등으로 제조 원가 부담이 커지면서 삼성전자는 올해 초 출시한 갤럭시 S26 시리즈 가격을 전작 대비 약 6~16% 인상했다. 여기에 지난달에는 갤럭시 S25 엣지와 갤럭시 Z플립7·폴드7 가격도 9만~19만원 가량 올리며 기존 출시 모델까지 가격 인상에 나섰다. 업계에서는 오는 7월 공개 예정인 갤럭시 Z폴드8·Z플립8 역시 가격 인상 압력을 피하기 어려울 것으로 보고 있다. 현재 시장에서는 기본형 가격은 전작 수준을 유지하되 512GB·1TB 등 고용량 모델 중심으로 가격이 오를 가능성이 큰 것으로 보고 있다. 특히 모바일 메모리 가격 상승세가 2분기 들어 더 가팔라질 것으로 예상되면서 폴더블 원가 부담도 커지고 있다. 서울 강남구 삼성 강남 매장을 찾아 새롭게 출시된 '갤럭시 S26' 시리즈 [사진=뉴스핌DB] 시장조사업체 트렌드포스는 올해 2분기 스마트폰용 LPDDR4X 가격이 전분기 대비 70~75%, LPDDR5X는 78~83% 급등할 것으로 전망했다. 1분기 상승 폭 보다 더 가팔라질 것이란 전망이다. AI 기능 강화로 스마트폰 한 대에 들어가는 메모리 용량 자체가 늘어나고 있는 데다 메모리 업체들이 AI 서버용 고대역폭메모리(HBM) 생산 확대에 집중하면서 모바일용 LPDDR 공급까지 빠듯해지고 있다는 분석이다. 전작인 갤럭시 Z폴드7의 경우 지난달 가격 인상으로 1TB 용량 제품이 이미 300만원(312만7300원) 넘어선 바 있고 512GB 제품도 263만원까지 올랐다. 출시를 앞두고 있는 Z폴드8은 512GB 제품이 300만원에 육박할 것이라는 전망이다. 모바일업계에서는 삼성전자가 AI 기능과 고용량 메모리를 앞세운 프리미엄 전략을 강화하면서 수익성 중심의 사업 구조 전환에 속도를 낼 것으로 보고 있다. syu@newspim.com 2026-05-18 14:13
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동