국내 연구진이 고성능·고내구성 연료전지를 개발할 수 있는 저가의 비귀금속 산소환원반응 촉매를 개발했다.
광주과학기술원(GIST·총장 김기선) 에르틀 탄소비움연구센터 이재영 지구·환경공학부 교수팀이 김형준 KAIST 화학과 교수팀과 공동으로 저가의 비귀금속 기반 고효율 연료전지 실용촉매를 개발했다고 5월30일 밝혔다.
연구팀은 전기방사법으로 철·코발트 등 다양한 비귀금속이 담지된 탄소나노섬유(CNF) 촉매를 제조한 뒤 수용액에서 산소의 환원반응 성능을 비교했다.
결과 촉매 성능이 비귀금속 일함수(물질에 있는 전자 하나를 밖으로 끌어내는 데 필요한 최소의 에너지)에 따라 결정되고 최적의 일함수를 갖고 있는 철 기반에 10%의 코발트를 포함한 탄노나노섬유가 가장 높은 산소환원반응 성능과 내구성을 나타낸다는 사실을 규명했다.
현재 연료전지 촉매로는 백금이나 산화이리듐 등이 적합한 것으로 평가받고 있지만 고가일 뿐만 아니라 희귀금속이어서 수소전기자동차의 가격경쟁력을 떨어뜨리고 있다.
이재영 교수는 “수소연료전지 성능과 산소환원반응의 내구성을 모두 높일 수 있는 값싼 비귀금속 촉매 합성 및 설계기술을 입증했다”며 “저렴한 알카라인 수소 기반 연료전지의 상용화를 앞당겨 수소경제 구현의 새로운 가능성을 제시할 수 있을 것”이라고 강조했다. (K)