국내 연구진이 수소경제 시대 핵심 물질로 주목받는 암모니아의 미세 누출을 1ppm(100만분의 1) 수준까지 감지할 수 있는 초고감도 가스 센서를 개발했다. 인체와 환경에 해로운 납을 사용하지 않은 친환경 소재를 적용해 상용화 가능성도 높였다는 평가다. 한국재료연구원은 에너지·환경재료연구본부 송명관 책임연구원 연구팀이 이형우 부산대 교수, 강영호 인천대 교수, 김진철 호주 맥쿼리대 교수 연구팀과 공동으로 친환경 무연 페로브스카이트 소재를 활용한 초고감도 암모니아 가스센서를 개발했다고 6일 밝혔다. 암모니아는 수소를 안전하게 저장·운반할 수 있는 차세대 수소 운반체로 각광받고 있다. 하지만 소량만 누출돼도 인체에 유해해 발전소와 저장시설, 선박, 산업현장 등에서는 극미량의 누출까지 신속하게 감지할 수 있는 고성능 센서 기술 확보가 중요한 과제로 꼽혀왔다 오션파라다이스 게임 . 기존 페로브스카이트 기반 가스센서는 높은 감지 성능에도 불구하고 대부분 납을 포함하고 있어 환경성과 안전성 측면에서 상용화에 한계가 있었다. 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 납 대신 친환경 소재인 안티모니를 적용한 무연 페로브스카이트 소재를 새롭게 개발하고 이를 암모니아 센서에 적용했다. 실험 결과 새롭게 개발한 센서는 1ppm 수준의 초저농도 암모니아까지 안정적으로 검출하는 데 성공했다. 또 암모니아 농도가 높아질수록 센서 신호도 일정하게 증가해 누출 여부뿐 아니라 농도까지 정량적으로 분석할 수 있는 것으로 확인됐다. 성능도 뛰어났다. 센서는 100ppm 농도의 암모니아에 13초 만에 반응했으며, 신호 변화도 최대 235%까지 증가해 높은 민감도와 신뢰성을 입증했다 모바일 바다이야기 시즌7 . 연구팀은 이번 기술이 암모니아를 연료나 수소 운반체로 활용하는 발전소와 선박, 저장시설 등에서 미세 가스 누출을 조기에 감지해 안전사고를 예방하는 데 크게 기여할 것으로 기대하고 있다. 또한 비교적 간단한 용액 공정으로 제작이 가능해 대량생산에도 유리할 것으로 전망했다. 이번 연구 성과는 재료과학 분야 국제학술지 '스몰 스트럭처즈(Small Structures)'에 게재되며 기술력을 인정받았다. 송명관 한국재료연구원 책임연구원은 "이번 기술은 수소·암모니아 기반 에너지 인프라의 안전성을 높이고 산업현장의 유해가스 모니터링 기술 발전에도 중요한 역할을 할 것으로 기대된다"며 "앞으로도 친환경 고성능 센서 기술 개발을 통해 미래 에너지 산업의 안전 기반을 강화해 나가겠다"고 말했다. 무연 페로브스카이트 기반 암모니아 센서의 작동 원리·응답 특성.제공=한국재료연구원 센서를 개발했다.