국내 연구진이 백금 사용량을 90% 줄이면서 활성 성능은 12배 이상 높일 수 있는 연료전지 촉매를 개발했다. 백금 사용량을 줄여 가격도 30% 낮출 수 있어 연료전지 활성화에 기여할 전망이다.
KAIST(총장 신성철)는 조은애 신소재공학과 교수팀이 갈륨 원소를 첨가한 백금-니켈 기반 연료전지 촉매를 개발했다고 17일 밝혔다.
연료전지는 수소와 산소의 화학반응으로 전기를 생성하는 미래 동력원이다. 반응 과정에서 대기오염 물질 없이 물만 나와 친환경 에너지원으로 떠오르고 있다.
다만 비싼 백금을 전극 촉매로 이용해 가격이 비싸고, 산소 환원반응이 잘 이뤄지지 않는 것이 단점이었다.
연구팀은 백금에 산소 환원반응을 활성화하는 니켈을 결합하고 합금을 '팔면체 나노입자'로 만들어 활성 정도를 극대화 했다.
촉매 표면에 갈륨을 추가해 내구성 문제도 해결했다. 갈륨은 촉매 표면을 전지의 강산성 환경에서 보호한다. 또 촉매의 산소결합에너지를 강화, 활성도를 높이는 기능도 담당한다.
연구팀은 새로운 촉매의 백금 사용량을 기존의 10% 수준으로 줄여 가격을 30% 낮췄다. 활성 속도는 12배, 내구성은 2배 높다.
조은애 교수는 “기존 기술로 만들 수 있는 백금-니켈 촉매에 갈륨을 추가하고 가열만 하면 실용화 가능한 수준의 촉매를 손쉽게 만들 수 있다”면서 “가격 절감, 내구성 향상을 동시에 할 수 있어 수소전기차, 발전용 연료전지 시장에서 경쟁력 제고를 기대할 수 있다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
