한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 조은애 교수와 포항공대(POSTECH) 화학공학과 한정우 교수 공동 연구팀이 수소차 연료 전지용 촉매인 백금을 대체하는 비귀금속 촉매를 개발했다고 22일 밝혔다.
수소차에 사용되는 ‘양이온 교환막 연료전지’는 전기화학 반응 속도를 높이기 위해 전극에 많은 양의 백금 촉매를 사용한다. 연구팀은 백금을 대체하는 ‘단일 원자 철·질소·탄소·인 소재’를 개발하고 활성 메커니즘을 규명했다. 이 소재는 탄소에 미량의 철 원소가 원자 단위로 분산돼 있고, 그 주변을 질소와 인이 결합하는 구조다.
이 소재를 촉매로 이용하면 현재 상용 제품에 적용되고 있는 양이온 교환막 연료전지뿐 아니라 차세대 연료전지인 ‘음이온 교환막 연료전지’에도 적용할 수 있다. 백금보다 1000배 저렴해 가격 경쟁력을 활보할 수 있다고 연구팀은 설명했다.
조 교수는 “연료전지는 복잡한 반응 장치라서 새로운 촉매가 개발되더라도 실제 연료전지에 적용하는 것은 어려운 경우가 많은데, 이번에 개발한 촉매는 양이온 교환막 연료전지와 음이온 교환막 연료전지에 적용해 모두 성능을 높이는데 성공했다”고 말했다.
이도경 기자 yido@kmib.co.kr
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