그린수소는 미래 에너지의 핵심이지만, 생산 비용과 효율이 늘 문제였죠.
하지만 최근 이리듐 사용을 80% 줄이면서도 1,000시간 이상 작동하는 혁신적인 산소 전극 소재가 개발되어 그린수소 상용화의 문턱을 한층 낮췄답니다. 이 기술이 어떻게 우리의 에너지 미래를 바꿀지, 함께 이야기해 드릴게요.
그린수소는 신재생에너지를 활용해 물을 전기 분해하여 생산하는 방식인데요, 이 과정에서 이산화탄소가 배출되지 않아 진정한 청정 에너지원으로 불리고 있어요. 하지만 고가의 촉매와 전극 소재가 필요하고, 효율성 문제도 있어서 상용화가 생각보다 더디게 느껴졌죠.
그러다가 최근 이 문제를 해결할 실마리가 발견되었답니다.
01. 그린수소, 꿈의 에너지로 가는 길목에서 마주한 벽
저는 오래전부터 그린수소의 잠재력을 믿고 관련 기술을 눈여겨보고 있었거든요. 처음에는 그저 막연하게 ‘언젠가 이 기술이 세상을 바꿀 거야’라고만 생각했어요.
그러다가 점차 기술의 발전 과정을 지켜보면서 현실적인 어려움들을 알게 되었죠. 특히 그린수소 생산 과정에서 산소 발생 반응은 물 분해의 핵심 단계인데, 이 반응 속도가 의외로 느리고 효율을 높이려면 값비싼 이리듐 같은 귀금속 촉매가 꼭 필요했거든요.
당시 대부분의 수전해 시스템에서 이리듐은 거의 필수적인 요소였는데요, 이 귀금속은 말 그대로 ‘귀한 금속’이라 가격 변동성이 크고 공급도 불안정하다는 약점이 있었어요. 당연히 그린수소 생산 비용을 높이는 주범이었고요.
게다가 전극의 내구성 문제도 있었는데, 장시간 가동하면 성능이 저하되어 자주 교체해야 하는 경우도 발생했거든요. 결국 이런 난관들 때문에 그린수소의 대규모 상용화는 먼 미래의 이야기처럼 들렸어요.
02. 이리듐 의존도를 획기적으로 낮춘 신소재의 등장
그러다가 2026년 3월, 정말 놀라운 소식이 들려왔어요. 이리듐 사용량을 무려 80%나 줄이면서도 1,000시간 이상 안정적으로 작동하는 새로운 산소 전극 소재가 개발되었다는 이야기였죠.
저는 그 소식을 듣자마자 ‘이게 정말 가능할까?’하는 궁금증과 기대감이 동시에 들었는데요. 알고 보니 이 기술은 값비싼 이리듐 대신 망간과 같은 저렴한 금속을 사용하면서도 뛰어난 효율을 유지하는 방식이었더라고요.
이 기술의 핵심은 복합 산화물 촉매를 활용해 산소 발생 반응의 활성을 극대화한 것이었는데요. 기존 이리듐 기반 촉매와 비교해도 전혀 뒤지지 않는 성능을 보여주었다니, 생각보다 더 혁신적인 발전이라고 할 수 있죠.
한 전문가는 이 기술이 “기존 상업용 촉매 대비 20배 높은 활성을 보였다”고 평가하기도 했거든요. 이 개발은 그린수소 생산 비용을 획기적으로 낮추고 전극의 수명도 늘려주어, 그린수소 상용화에 청신호를 켰다니까요.
03. 원스텝 공정 기술로 생산 효율을 더욱 높이다
신소재 개발 소식에 이어, 또 하나의 희소식이 들렸는데요. 바로 ‘국내 최초 원스텝 전극 제조 공정 기술’ 개발 소식이었어요.
2024년 6월에 소개된 이 기술은 복잡했던 전극 제조 과정을 단 하나의 단계로 줄여 생산 효율을 대폭 향상시켰거든요. 기존에는 여러 단계를 거쳐야 했던 전극 제작이 원스텝으로 가능해지면서 생산 시간과 비용을 크게 절감할 수 있게 된 거죠.
이 공정 기술은 특히 그린수소 생산에 필수적인 산소 전극 소재 개발과 맞물려 시너지를 발휘할 것으로 기대되는데요. 이리듐 사용을 줄인 새로운 전극 소재를 더 빠르고 저렴하게 대량 생산할 수 있게 된다면, 그린수소의 경제성을 더욱 높일 수 있겠죠.
결국 이 기술들은 서로 보완하며 그린수소 산업의 성장 속도를 가속화할 촉매제가 될 것이라고 생각해요. 문득, 이런 기술들이 하나둘씩 모여 세상을 바꾸는 과정을 보니 정말 흥미진진하더라고요.
04. 해수 활용 수소 생산 기술, 미래의 가능성을 열다
최근에는 더욱 다양한 환경에서 그린수소를 생산하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다는 소식도 들려왔어요. 2026년 1월에는 심준호 교수팀이 해수에서도 안정적으로 수소를 생산할 수 있는 전극 소재를 개발했다는 발표가 있었거든요.
기존에는 해수의 염소 이온이 전극을 부식시키고 성능을 저하시키는 문제가 있었는데, 이 연구팀은 이 문제를 극복할 새로운 촉매를 찾아낸 것이죠.
이 기술은 특히 담수 자원이 부족한 지역이나 해양 플랜트 등에서 그린수소를 생산할 때 아주 유용할 거예요. 해수를 직접 활용할 수 있다면 담수화 과정에서 발생하는 비용과 에너지 소모를 줄일 수 있으니, 그린수소 생산의 경제성을 더욱 높일 수 있겠죠.
게다가 이러한 연구들은 저순도 수소나 산소를 효과적으로 생산하고 활용하는 방향으로도 이어지고 있어서, 그린수소의 적용 범위를 더욱 넓혀줄 것이라고 믿고 있답니다.
이처럼 그린수소 생산을 위한 전극 소재 기술은 끊임없이 진화하고 있으며, 이러한 혁신은 청정에너지 시대의 도래를 더욱 앞당기고 있습니다.
Q. 그린수소 생산에 왜 이리듐이 주로 사용되었나요?
A. 이리듐은 산소 발생 반응에 매우 효과적인 촉매였거든요. 물을 전기 분해하여 산소와 수소를 만들 때, 이리듐은 이 산소 발생 반응의 효율을 높여주는 핵심적인 역할을 했었죠.
Q. 새로 개발된 산소 전극 소재는 어떤 방식으로 이리듐 사용을 줄였나요?
A. 새로 개발된 소재는 망간과 같은 저렴한 금속을 기반으로 한 복합 산화물 촉매를 사용했는데요. 이 촉매가 기존 이리듐 촉매에 버금가는 높은 산소 발생 반응 활성을 보여주어 이리듐 의존도를 획기적으로 낮출 수 있었어요.
Q. 원스텝 전극 제조 공정 기술이 그린수소 상용화에 어떤 기여를 할 수 있나요?
A. 원스텝 공정 기술은 전극 제조 과정을 단순화하여 생산 시간과 비용을 크게 절감할 수 있거든요. 이는 그린수소 전극의 대량 생산을 가능하게 하고, 결과적으로 그린수소 생산 단가를 낮춰 상용화를 앞당기는 데 기여할 거예요.
Q. 해수에서도 수소 생산이 가능한 기술은 어떤 의미를 갖나요?
A. 해수를 직접 활용하여 수소를 생산하는 기술은 담수 자원 부족 문제를 해결하고, 해양 플랜트 등 다양한 환경에서 그린수소 생산을 가능하게 하거든요. 이는 그린수소 생산의 지리적 제약을 줄이고 경제성을 높이는 데 중요한 의미가 있어요.