수소투과도 측정장치 [출처 KIST]
수소투과도 측정장치 [출처 KIST]

[헤럴드경제=이정아 기자] 한국과학기술연구원(KIST)은 에너지소재연구단의 이영수 책임연구원팀이 금속 수소 분리막의 수소 투과도를 정확하게 측정할 수 있는 방법을 개발했다고 28일 밝혔다.

정부는 올 1월 ‘수소 경제 활성화 로드맵’을 발표하고 수소를 자동차 연료와 전력생산을 위한 새로운 동력원으로 키우겠다는 장기계획을 발표한 바 있다.

다양한 분야에 수소 연료를 사용하기 위해서는 혼합 가스에서 수소만을 선택적으로 골라내는 분리·정제 기술이 필수적이다. 일부 금속 소재는 원자 상태의 수소만을 통과시키고 그 외 다른 가스는 거의 통과시키지 않아 혼합 가스에서 수소를 분리·정제하기 위한 분리막으로 사용할 수 있다.

우수한 성능의 수소 분리막을 개발하기 위해서는 무엇보다 수소 분리막의 투과도를 정확하게 측정할 수 있어야 한다. 분리막의 수소 투과도는 금속 분리막 양단에 수소 압력 차이를 가한 후 시간에 따른 수소 투과량을 측정해 평가한다.

문제는 실험에서는 압력이 유지되지 않아 실제 투과도 값과 측정법으로 얻은 예측값은 30% 정도까지 차이가 생기게 된다.

이에 연구진은 압력이 변하는 조건에서도 투과도를 해석할 수 있게 시간에 따라 변하는 수소 농도를 시뮬레이션하고 이 값을 재해석하는 방식으로 투과도 측정법을 개발했다. 새 측정법으로는 예측값과 실제값이 거의 일치했다.

이영수 책임연구원은 "금속 수소 분리막의 정확한 특성 평가가 가능해졌다"며 "신뢰성 있는 기초 데이터를 바탕으로 다양한 분리막 소재를 개발하는 데 크게 이바지할 것으로 기대한다"고 밝혔다.

연구 결과는 국제학술지 '멤브레인 사이언스 저널'(Journal of Membrane Science) 5월 21일 자에 실렸다.