리튬공기전지 등 금속공기전지 전반의 상용화를 앞당길 수 있는 촉매가 개발됐다.
김건태·조재필 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 교수팀(이하 김 교수팀)은 페로브스카이트 물질을 나노섬유 형태로 만든 금속공기전지용 촉매를 개발했다고 23일 밝혔다.
이 촉매는 기존의 금속 촉매와 비교해 성능은 비슷하지만 저렴한 비용으로 만들 수 있고, 전기화학 안정성도 뛰어나다.
그동안 금속공기전지 공기극 촉매는 주로 백금, 산화이리듐 등 귀금속을 사용했다. 귀금속 촉매는 화학 반응은 우수하지만 비싸고 내구성이 약하다.
김 교수팀은 전기 전도도가 높고 촉매 활성이 좋은 '양이온 정렬형 더블 페로브스카이트'를 촉매로 사용, 이 같은 문제를 해결했다. 이 촉매는 코발트와 철을 적절한 비율로 도입한 페로브스카이트 물질에다 효율을 극대화할 수 있는 나노섬유 구조로 돼 있다.
다공성 구조여서 표면적이 넓을 뿐만 아니라 이로 인해 공기극에서 산소가 전자를 얻는 산소환원 반응과 전자를 내놓는 산소 발생 반응이 모두 향상된다.
실험 결과 0.3V 과전압에서 산소 발생 효율이 산화이리듐 촉매보다 약 9배 높은 것으로 나타났다.
김 교수는 “㎏당 에너지 밀도가 휘발유에 가까운 리튬공기전지는 IBM 등 글로벌 기업의 투자로 상용화 가능성을 높여 가고 있다”면서 “기술상의 난제를 조기에 해결, 금속공기전지 상용화를 앞당기겠다”고 말했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
