Water Electrolysis Lab KENTECH
Department of Energy Technology/Hydrgen Energy, Korea Institute of Energy Technology
2026 June 10│Prof. Changhee Kim and His Research Team Featured in The Korea Economic Daily
- 2026.06.11 15:00
10일 켄텍에 따르면 김창희 에너지공학부 교수 연구팀은 부하변동 조건에서도 안정적인 성능을 유지하는 고효율 알칼라인 수전해 전극을 개발하고 대면적에서도 균일한 구현이 가능한 공정 기술을 확보했다.
이번 연구 성과는 기존 전극이 재생에너지 연계 운전 시 겪는 열화 문제를 극복할 수 있다는 점에서 의미가 크다는 게 연구진의 설명이다.
알칼라인 수전해는 높은 기술 성숙도를 바탕으로 그린수소 생산 분야의 핵심 기술로 주목받았다.
하지만 재생에너지 연계 시 발생하는 부하변동 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있는 전극 개발은 여전히 해결해야 할 과제로 남아 있다.
기존 상용 전극이 간헐적인 운전 환경에서 반복적인 작동과 정지를 거치며 구조적 부식과 화학적 상변화를 겪는 한계를 보여왔기 때문이다.
특히 수소극이 운전 정지 상태에 반복적으로 노출되면 계면에서 전해질과의 산화 반응이 촉진돼 전극 표면의 화학적 상변화가 가속화된다.
이는 전극의 반응 활성도를 점진적으로 떨어뜨려 효율 감소를 유발할 뿐 아니라, 장기적으로는 전극 수명 단축까지 초래하는 주요 원인으로 작용한다.
전기화학적 실험을 통해 부하변동 조건에서 우수한 내구성도 검증했다.
연구팀이 개발한 니켈-코발트-인 전극은 재생에너지의 출력 변동을 모사한 온·오프 운전 조건에서도 성능 저하가 거의 나타나지 않았으며 기존 니켈 기반 상용 전극 대비 열화율이 20%포인트 이상 감소하는 결과를 보였다.
실험 결과 개발한 전극은 알칼라인 수전해 단일 셀에서 약 86%의 효율(전류밀도 0.4 A/㎠)을 달성해 세계 최고 수준의 성능을 입증했다.
김 교수는 "수전해 전극 촉매의 단순한 성능 개선을 넘어 재생에너지 연계 가능성과 대면적 전극 제조 기술까지 동시에 확보했다는 점에서 산업적 파급력이 크다"며 "향후 그린수소 생산 비용 절감과 효율 향상에 기여할 것으로 기대된다"고 말했다.
이번 연구에는 심준석 켄텍 박사과정 학생과 김완식 박사후 연구원이 제1저자로 참여하고 김창희 교수가 교신저자를 맡았다.
연구 결과는 에너지·환경 소재 분야 세계적 권위의 국제학술지인 '에너지 & 인바이러먼트 매터리얼스'(IF: 14.1, JCR 상위 Q1)에 지난 4월 30일 온라인 공개됐다.