한양대 에리카, 차세대 그린수소 촉매 설계 전략 제시

한양대 에리카는 이승현 응용화학과 교수 연구팀이 고효율 그린수소 생산을 위한 차세대 수전해 촉매의 설계 전략을 체계화한 리뷰 논문을 발표했다고 26일 밝혔다.

가장 친환경적 기술 그린수소는 물을 전기분해해 생산하는데, 물 전기분해의 효율을 높이기 위해 양극(산소 발생)과 음극(수소 발생)에서 동시 반응하는 고성능 촉매가 필수적이다.

최근 금속-유기 골격체(MOFs), 2D 단일원자 촉매(SACs), 고엔트로피 합금(HEAs), 페로브스카이트(Perovskites), 맥신(MXenes) 등 다양한 신소재 기반 촉매가 개발되며, 상(phase) 조절, 형상(Morphology) 제어, 결함 공학(Defect engineering) 등 합성 전략 역시 복잡하고 다양하게 발전해 왔다.

연구팀은 신소재 특성과 합성 전략을 ‘동기화(synchronization)’해 최적의 촉매를 설계하는 통합적 접근법을 핵심 전략으로 제시했다. 연구팀은 각 신소재가 가지는 구조적·전기화학적 특성을 비교 분석하고, 소재별로 적용 가능한 합성 전략을 체계적으로 정리해 촉매 설계 가이드라인을 구축했다. 이를 통해 연구자들이 목표 성능에 맞는 촉매를 효율적으로 설계할 수 있는 방향성을 제시했다. 

이승현 교수는 “그동안 다양한 촉매 소재와 합성 기술이 개발됐지만, 소재–전략 간 최적 조합을 제시하는 체계적 자료는 부족했다”며 “이번 리뷰는 차세대 수전해 촉매 개발의 공통 원리를 정리해 글로벌 연구자들에게 중요한 참고 자료가 될 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 한국연구재단 개인기초 신진후속·중견연계 연구과제, 경기도청 GRRC 과제, 한국산업기술기획평가원의 소재부품기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구 성과는 지난 5월 27일 화학 분야 국제적 권위지 'ChemElectroChem'에 게재됐으며, 2025년 9월 전면 표지 논문(Front Cover)으로 선정됐다.

해당 논문 'Synchronization of Emerging Materials and Their Synthetic Strategies for Efficient Alkaline Water Splitting'에는 차든찬 한양대 응용화학과 박사과정이 제1 저자로, 유성훈 박사·박재준·김수민·김하영 석박사통합과정 연구원이 공저자로 참여, 이승현 교수가 교신저자로 참여했다.