국내 연구진이 희소금속인 백금의 사용량을 획기적으로 절감할 수 있는 고효율 멀티스케일 나노구조를 포함하는 연료전지용 촉매를 개발했다.
미래창조과학부는 한국과학기술연구원(KIST) 연료전지연구센터 유성종 박사와 서울대학교 화학생물공학부 성영은 교수가 주도한 연구팀이 연료전지의 촉매로 사용되는 백금의 양을 50% 이상 줄이면서도 촉매 효율은 최대 5배까지 향상시킬 수 있는 나노 촉매구조를 제시했다고 8월14일 발표했다.
연료전지는 수소와 공기 속 산소와의 화학반응으로 전기를 생산하는 발전장비로 배터리와 달리 충전이 필요 없고 오염물질이 나오지 않아 차세대 친환경 동력원으로 각광받고 있다.
다만, 현재 연료전지 전극에 값비싼 백금이 대량으로 사용되고 있어 경제적 효용성이 낮은 것으로 평가되고 있다.
현재 연료전지 가격은 상용화 목표가격인 kW당 30달러에 비해 17달러 가량 비싼 47달러 수준으로 촉매가격이 차지하는 비중이 50%에 달하고 있다.
백금 촉매의 양을 줄이면 최대 8달러 이하 수준으로 낮출 수 있는 것으로 알려졌다.
연구팀은 니켈, 코발트, 철과 같은 전이금속과 백금을 섞어 합금구조를 만드는 등의 방법으로 백금 사용량을 50% 이상 줄이고도 백금 성능의 최소 2배에서 최대 5배까지 효율을 향상시킨 촉매를 개발했다.
연구팀 유성종 박사는 “고효율 멀티스케일 나노구조는 연료전지 뿐만 아니라 물 분해, 수소개질, 자동차용 배출가스 정화장치 등 넓은 분야에 걸쳐 활용될 수 있다”며 “다양한 형태의 나노 촉매구조의 새로운 응용 가능성을 탐구하는데 기여할 것”이라고 강조했다.