송현곤 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 교수팀이 금속공기전지에 쓰이는 백금 촉매를 대체할 `고성능 유무기 복합 촉매`를 개발했다.
산화물계 촉매에 전도성 고분자를 섞어 만든 이 촉매는 실험 결과 금속공기전지의 충전과 방전 성능을 모두 높여 주는 것으로 나타났다. 이 촉매를 상용화해 이차전지용 금속공기전지를 개발하면 기존의 리튬이온전지보다 전기자동차 주행 거리를 두 배 이상 늘릴 수 있을 것으로 기대된다.
`금속공기전지`는 금속을 금속이온으로 분리할 때 나오는 전자를 산소와 환원시켜 전기를 생산하는 전지다. 이때 환원 반응을 촉진할 촉매가 필요하다. 그동안 주로 사용해 온 백금 촉매는 가격이 비싸고 충전 과정에서 산소 발생 반응을 잘 일으키지 못하는 한계가 있었다.
대체 촉매로 저가의 금속 산화물 촉매가 주목을 받았지만 이 금속 산화물 촉매는 단독으로 사용할 경우 백금의 산소 환원 성능을 따라가지 못했다.
송 교수팀은 기존 산화물 촉매에 유기 고분자인 `폴리피롤`을 섞어 산화물 촉매의 성능을 대폭 높이는데 성공했다. 폴리피롤은 산소를 끌어당겨서 산화물 촉매에 넘겨주는 도우미 역할을 한다.
송 교수팀은 이 촉매를 적용한 금속공기전지가 기존의 백금 촉매 적용 전지보다 충〃방전에서 우수한 성능을 나타낸다는 점도 확인했다.
송 교수는 16일 “이 촉매는 화학 결합을 위한 추가 열처리 과정이 필요 없다. 이 때문에 공정이 쉽고 대량 생산에 용이하다”면서 “금속공기전지뿐만 아니라 수소연료전지 촉매로도 고성능을 발휘할 수 있어 전지 분야 연구개발(R&D)에 크게 기여할 수 있다”고 설명했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
