수소연료전지용 백금 촉매 성능·내구성을 개선할 수 있는 기술이 개발됐다. 수소전기차 등 수소경제 활성화에 기여할 전망이다.
광주과학기술원(GSIT·총장 김기선)은 이재영 지구·환경공학부 교수팀이 다른 원자와 결합하지 않은 두 개의 전자로 구성된 고립전자쌍을 포함한 탄소를 이용해 수소연료전지 백금 촉매의 성능과 내구성을 개선했다고 25일 밝혔다.
백금은 산소환원반응 촉매로 평가받고 있지만 매장량이 적고 가격이 비싸다. 수소연료전지 가격경쟁력을 높이기 위해서는 백금 촉매 사용을 줄이는 동시에 산소환원반응으로 성능과 내구성도 향상시켜야 한다.
연구팀은 화학반응을 일으키거나 시료 크기를 작게 부수는 볼밀링법으로 질소가 도핑된 탄소를 합성했다. 이를 백금입자 담체로 사용해 수소연료전지 산소환원반응 촉매로 적용했다. 그 결과 질소가 도핑된 탄소에 다량 포함된 고립전자쌍은 담체에 백금 입자를 균일하게 성장시킬 뿐만 아니라 산소환원반응을 가속화하는 백금과 질소원자 결합을 형성시킨다는 사실을 확인했다.
새로 개발한 백금 촉매는 기존 촉매에 비해 강력한 원자간 결합으로 수소연료전지 구동 과정에서 용출되는 백금 양을 최소화할 수 있으며 내구성도 높였다.
이재영 교수는 “탄소담지체의 고립전자쌍이 수소연료전지 백금 귀금속 촉매 성능과 내구성 향상에 기여하는 것으로 나타났다”면서 “수소전기차 등 수소경제에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
