부산대, '장기 지속 가능' 수소 가스 센서 개발

부산대학교 정보의생명공학대학 의생명융합공학부 서민호 교수. 부산대학교 제공

[파이낸셜뉴스] 폭발 위험성을 가진 수소 가스를 안전하게 감지할 수 있는 신기술이 개발됐다.

부산대학교는 정보의생명공학대학 의생명융합공학부 서민호 교수 연구팀이 장시간 안정적으로 수소 가스를 감지할 수 있는 팔라듐(Pd) 기반의 고민감도 센서 기술을 개발했다고 10일 밝혔다. 이번 연구는 수소 에너지 산업의 안전성을 대폭 향상시키는 중요한 성과로 평가받고 있다.

친환경·고효율 에너지로 각광받는 수소는 무색·무취로 환경에 유익한 반면 4% 이상 농도에서는 폭발성을 가지기 때문에 안전 관리가 필수적이다. 이에 수소 가스의 농도를 신속하고 정확하게 감지할 수 있는 고감도 센서 기술 개발이 요구되고 있다.

기존의 팔라듐 기반 수소 감지 센서는 성능은 뛰어났으나 대기 중 이산화탄소에 노출되면 팔라듐 표면이 오염돼 급격히 성능 저하가 발생했다.

이번 연구를 통해 서 교수 연구팀은 팔라듐의 표면 오염 원인을 밝혀내고, 200℃ 열처리 기술을 통해 팔라듐의 초기 성능을 완벽히 회복하는 방법을 개발했다. 이를 통해 연구팀은 반도체를 기반한 마이크로 기계전자 시스템(MEMS) 기술을 적용해 손톱 크기의 소형 고성능 수소 센서를 제작했다.

해당 센서는 2달 이상 대기 중에 방치된 후에도 열처리만으로 초기 성능을 유지할 수 있는 점이 특징이다.

서 교수는 “이번 연구는 수소 가스 누출 사고 예방과 수소 에너지 사용의 안전성을 크게 강화할 수 있는 획기적 기술”이라며 “수소 경제 발전에 핵심 기술로 자리 잡을 것”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 지난 9일 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 게재됐으며, 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받아 진행됐다.

[e-mail] 최승한 기자