수소자동차 제조비 낮출 수 있는 가능성 발견

수소자동차 제조비 낮출 수 있는 가능성 발견
탄소 기반 촉매 내구성 저하 원인 '활성산소' 규명



(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한국연구재단은 광주과학기술원(GIST) 최창혁·한국과학기술원(KAIST) 김형준 교수 연구팀이 수소연료전지 촉매 내구성 저하 원인을 찾았다고 16일 밝혔다.
산업계에서는 수소연료전지에 들어가는 값비싼 백금 촉매를 저렴한 탄소 기반 촉매로 대체하려는 연구를 다각적으로 하고 있다.
그 결과 탄소 기반 촉매는 성능 면에서 백금 촉매에 견줄 만큼 발전했다.
그러나 100시간도 되지 않는 낮은 내구성은 상용화 걸림돌로 인식되고 있다.


연구팀은 낮은 내구성이 중간 생성물인 활성산소 때문이라는 사실을 규명했다.
수소연료전지를 구동하면 과산화수소가 생성된다.
과산화수소가 탄소 기반 촉매에 노출되면 활성산소 영향으로 거품이 일어난다.
연구팀은 이 활성산소 생성과 함께 촉매 성능이 2.2㎃/㎠에서 0.1㎃/㎠로 급격히 줄어드는 것을 관찰했다.
성능 감소는 과산화수소 처리 온도가 증가할수록 그 정도가 커지는 것도 확인했다.
탄소 기반 촉매에서 활성산소에 의해 생긴 산소 작용기를 제거했더니 촉매 성능은 회복했다.
이 과정에서 촉매 구조는 붕괴하지 않기 때문에 활성산소를 제어하는 것만으로 성능을 80％ 이상 되돌릴 수 있었다고 연구팀은 설명했다.


최창혁 교수는 "탄소 기반 촉매 내구성에 대한 수수께끼를 풀어낸 것"이라며 "활성산소 제어를 통해 탄소 기반 촉매 연료전지를 자동차에 도입할 수 있는 방안을 연구할 계획"이라고 말했다.
이 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 미래소재디스커버리사업과 기초연구사업(신진연구) 지원으로 수행했다.
환경과학 분야 최고 권위 학술지 '에너지와 환경과학'(Energy ＆ Environmental Science) 4일 자에 논문이 실렸다.
walden@yna.co.kr
(끝)


<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지>