KAIST 이흔 교수팀 '새 수소저장 원리 개발'

이 흔 교수

물을 얼려 만들어진 얼음 입자 내에 나노 크기의 수많은 빈 공간을 형성시켜 그 안에 수소원자가 저장될 수 있다는 사실이 국내 연구진에 의해 새롭게 규명됐다.

KAIST(한국과학기술원. 총장 서남표) 생명화학공학과 이흔(李琿 56세) 교수팀과 서강대 강영수(46) 교수팀이 공동으로 물로 이뤄진 얼음 입자 내에 크기가 가장 작은 수소 원자가 안정적으로 저장될 수 있음을 최초로 규명하고 연구결과를 미국화학회지에 발표한 바 있으며, 사이언스(Science)지 최신호(7월 11일자) ´에디터스 초이스(Editor’s Choice)´에도 선정돼 리서치 하이라이트로 소개됐다.

이 교수는 지난 2005년 4월 7일자 네이처(Nature)지에 ´얼음 형태의 입자 내로 수소저장´이란 제목의 논문으로 현상을 처음 발표한 바 있다.

당시 수소저장은 분자상태로 이뤄진 것으로 발표했지만 3년여의 연구 끝에 수소가 분자 상태가 아니라, 가장 작은 크기의 원자로 얼음 내에 저장될 수 있음을 밝혀냈다.

이번 연구결과는 고유가 시대에 석유, 천연가스를 대체할 새로운 에너지원 개발이 매우 시급한 이슈로 떠오른 가운데, 하나의 해결책으로 그동안 전세계적으로 수소에너지를 연구해 왔지만 획기적 저장 원리의 부재로 기술개발에 많은 어려움을 겪고 있는 상태여서 관심이 집중되고 있다.

그동안 널리 사용된 수소저장 방법은 -252℃ 극저온의 수소 끓는점에서 수소 기체를 액화시켜 특별히 제작된 단열이 완벽한 용기에 저장하거나 350기압 정도의 높은 압력에서 기체 수소를 저장하는 방법이 활용돼 왔지만 수소가 제일 작고 가벼운 원소여서 어떤 재질의 용기이건 속으로 침투하는 성질이 문제점으로 지적돼 왔다.

이 교수는 "수소 분자 대신 원자를 이용할 경우 반응과 결합성이 뛰어나 새로운 수소저장 원리를 구현할 수 있고 연료 전지를 비롯한 많은 수소 관련 분야에 이 새로운 현상을 적극 이용할 수 있을 것"이라고 기대했다.

한편, 이번 연구로 지구상에서 가장 보편적이고 풍부한 물질인 물로 이뤄진 얼음입자에 수소원자를 직접 저장할 수 있는 메커니즘이 밝혀져 향후 수소에너지를 이용하는 자동차, 연료전지 개발에 자연현상적 신개념 원리를 마련하게 됐다는 평가다.