수소를 수소자동차 등의 연료로 사용하려면 수소를 생산할 때 함께 발생하는 이산화탄소와 일산화탄소 같은 성분을 제거하는 정제 기술이 필요하다.

'팔라듐'이 다량 포함된 분리막을 이용하면 수소를 효율적으로 정제할 수 있지만 이 분리막은 귀금속인 팔라듐을 다량 사용해 비싼 게 흠이다.

한국과학기술연구원(KIST) 한종희 청정기술연구소 소장 연구팀은 14일 팔라듐 사용을 최소화한 금속 복합 분리막을 개발, 분리막 가격은 낮추고 수소 정제 효율은 5배 높이는 데 성공했다고 밝혔다.

연구진은 바나듐(V), 니오븀(Nb), 탄탈럼(Ta) 등 값싼 금속에 팔라듐을 얇게 증착하는 방법으로 귀금속 사용량을 크게 줄였다. 이들 금속은 수소 투과율이 높고 팔라듐은 수소 분리 특성이 우수하다.

두 소재로 만든 금속 복합 분리막은 각 소재의 장점을 동시에 가진 것으로 나타났다. 이 분리막은 기존 팔라듐 분리막보다 수소 투과율은 5배 높았고, 정제된 수소의 순도는 99.999% 이상으로 전기차에 활용할 수 있는 수준이었다.

연구진은 이 연구에서 바나듐, 니오븀, 탄탈럼 등 금속의 수소 투과 특성을 새로 규명하기도 했다.

공동 1저자인 조영석 선임연구원은 "연구 결과가 금속 복합 분리막의 투과 특성을 새롭게 이해하는 데 도움이 되길 바란다"라고 말했다.

한종희 소장은 "이 수소 정제 기술이 기존 정제 공정의 효율성을 개선하고 수소 가격을 낮추는 데 기여하길 기대한다"고 말했다.

연구 결과는 국제학술지 '멤브레인 사이언스 저널'(Journal of Membrane Science·온라인 10월 5일 자)에 실렸다.