수소 연료전지 오래 쓰는 촉매 기술 개발

국내 연구진이 수소 연료전지 핵심 소재인 백금 촉매 내구성을 높이는 기술을 개발했다. 한국에너지기술연구원은 바이오매스의 일종인 박테리아 셀룰로오스와 ‘꿈의 신소재’ 그래핀을 이용해 이런 연구성과를 냈다고 10일 발표했다.

연료전지는 수소와 산소를 물리, 화학적으로 처리해 전기를 생산한다. 탄소중립을 실현하는 핵심 기술로 각광받고 있다. 저온에서 작동하는 차세대 전지인 고분자전해질막연료전지(PEMFC)에 쓰는 백금촉매는 성능이 좋지만, 단가가 높고 장기 내구성이 약하다.

연구팀은 셀룰로오스와 그래핀으로 백금을 감싸는 ‘나노 샌드위치’ 구조 촉매를 제안했다.

연구팀은 셀룰로오스에 탄소를 입힌 ‘셀룰로오스 탄화체’에 반도체 공정 중 하나인 화학기상증착법(CVD)을 써 나노 백금촉매를 분산시킨 후 그 위에 그래핀을 덮어 새 촉매를 합성했다. 전기화학적 테스트 결과 이 촉매는 기존 상용 백금촉매보다 내구성이 220% 높아진 것으로 나타났다.

김희연 에너지연 책임연구원은 “고부가가치 바이오매스에 반도체 공정 기반 촉매 제조기술을 접목해 신소재를 창출했다는 의미가 있다”며 “연료전지 전극을 초박막화하는 데 유용할 것”이라고 설명했다.

이해성 기자 ihs@hankyung.com