본 학과의 김병현 교수님과 고려대 신소재공학부 김용주 교수, 김광수 박사, 독일 아헨공대 Matthew J. Wolf 박사로 구성된 국제 공동 연구팀이 수행한 차세대 해수 수전해용 ‘고엔트로피 합금(HEA)’ 촉매 설계 연구 성과가 화학공학 a분야 세계적 권위지인 ‘Chemical Engineering Journal (IF: 13.2, JCR 상위 3%)’에 게재되었습니다.

국제 공동 연구팀은 인공지능(AI) 기반의 능동 학습과 제일원리 계산을 활용해 차세대 해수 수전해용 ‘고엔트로피 합금’ 촉매를 성공적으로 설계했습니다. 해수 수전해는 그린 수소 생산의 핵심 기술이나, 염화이온에 의한 전극 부식과 고가의 귀금속 촉매 사용이 상용화의 주요 한계로 작용해 왔습니다.

연구팀은 여러 원소의 시너지로 탁월한 내구성과 성능을 발휘하는 고엔트로피 합금에 주목했습니다. 특히 전체 12만 2,500개의 방대한 원소 조합 중 단 1.2% (1,465개)의 데이터만 학습하여 전체 영역의 성능을 높은 정확도로 예측하는 지능형 설계 모델을 구축했습니다.

이를 통해 가격 경쟁력, 촉매 활성, 반응 선택성을 모두 충족하는 'Ni-Cu-Pd-Ag-Pt' 합금 조성을 도출해 냈습니다. 양극에서는 산소 발생 반응(OER)을 촉진하고 염소 발생 반응(CER)을 억제하는 고함량 구리 합금이, 음극에서는 고함량 니켈 합금이 우수한 성능을 나타냈습니다. 이번 성과는 비귀금속 함량을 높여 비용을 대폭 절감하면서도 기존 귀금속 촉매 이상의 효율을 입증한 것으로, 향후 다양한 에너지 장치 소재 개발을 위한 혁신적인 가이드라인을 제시할 것으로 기대됩니다.

논문명: Active Learning-Driven Multi-Objective Design of High-Entropy Alloy Catalysts for Saline Water Electrolysis
게재지: Chemical Engineering Journal (2026년 4월 11일 온라인 출판)

DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.176134