에너지기술硏, 신구조 촉매로 연료전지 내구성 개선

김희연 박사 "연료전지 상용화 앞당기는 데 기여"

한국에너지기술연구원(원장 이기우) 등 국제 공동연구진이 연료전지의 내구성을 크게 높일 수 있는 새로운 구조의 촉매를 개발했다.

에너지기술연은 29일 에너지소재연구실 김희연 박사가 한국과학기술원(KAIST),옥스퍼드대 연구진과 함께 기존 상용 촉매보다 내구성이 150% 이상 향상된 새로운구조의 촉매를 개발, 국제학술지 'ACS 나노'(ACS Nano, 6월 23일자)에 발표했다고밝혔다.

연료전지는 효율이 높고 출력밀도가 크면서도 발전 시 온실가스를 배출하지 않아 친환경 에너지원으로 주목받고 있다. 그러나 제조 시 백금 등 고가의 촉매가 사용되고 사용 중 촉매의 내구성이 크게 떨어지는 문제가 있어 상용화에 어려움을 겪고 있다.

김 박사팀은 백금 코어와 다공성 그래핀 셸(shell)로 구성된 새로운 구조의 촉매를 개발했다. 이 촉매는 기존 상용 촉매와 비슷한 성능에서 내구성이 150% 이상향상된 것으로 나타났다.

다공성 그래핀 셸의 영향으로 연료전지의 활성을 떨어뜨리는 주요 원인인 부식,탈락, 응집 등의 현상이 크게 개선됐다고 연구진은 밝혔다.

김 박사팀은 또 원하는 조성과 형상의 구조체를 한 번에 합성하고 전극까지 성형할 수 있는 동시기화공정을 처음으로 개발, 촉매 합성공정을 대폭 축소하는 데 성공했다.

기존에는 촉매를 제조하려면 담지, 건조, 소성, 환원 등 여러 단계의 복잡한 과정을 거쳐야 했으나 동시기화공정을 이용하면 별도의 전극 제조 공정 필요 없이 코어 셸 구조체의 합성과 이들이 고르게 분산된 연료전지용 전극을 동시에 제조할 수있다.

김 박사는 "이 연구 결과로 촉매의 내구성이 향상되고 제조 공정이 단일화돼 연료전지 상용화를 앞당길 수 있을 것"이라며 "이 기술을 연료전지 촉매뿐만 아니라이차전지 전극소재와 화학반응용 촉매소재에 응용하는 연구를 진행하고 있다"고 말했다.

scitech@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>