사용량 확 줄이면서도 수명 2배 늘린 백금 촉매 개발

한국과학기술원(KAIST)은 조은애 신소재공학과 교수 연구팀이 백금 사용량을 90％ 줄이는 동시에 수명을 2배 늘리는 연료전지 촉매를 개발했다고 17일 밝혔다.

연료전지는 대기오염 물질을 배출하지 않는 친환경 발전 장치로 주목받는다.

기존 발전 설비를 대체할 수 있기 때문이다.

문제는 있다.

전극 촉매로 쓰이는 백금이 비싸다는 점이다.

현재 기술로썬 산소환원반응 활성과 내구성 측면에서 상용화가 어렵다는 점도 한계로 꼽힌다.

연구팀은 기존 백금 기반 촉매 산소환원반응 활성과 내구성을 늘리는 데 초점을 뒀다.

우선 백금과 니켈 합금 촉매를 합성하고서 성능 증진을 위해 여러 금속 원소를 도입했다.

그 결과 갈륨이 가장 효과적이라는 사실을 확인했다.

연구팀은 백금-니켈 합금 촉매를 팔면체 형태 나노입자로 만들고서 그 표면에 갈륨을 첨가했다.

그랬더니 기존 백금 촉매보다 성능이 12배 좋아졌다.

이 촉매로 실제 연료전지도 만들 수 있었다.

해당 전지는 백금 사용량을 줄여 제조 가격이 30％가량 저렴하면서도 수명이 2배 이상 길다고 연구팀은 설명했다.

조은애 교수는 "연료전지 가격 저감과 내구성 향상을 동시에 달성한 성과"라며 "수소 전기차나 발전용 연료전지 시장경쟁력을 높이는 데 도움이 될 것으로 기대한다"고 말했다.

연구는 에너지기술평가원, 한국연구재단 기후변화대응사업, 국방과학연구소 지원 등을 통해 수행했다.

임정훈 연구원이 1 저자로 참여한 연구 논문은 나노 레터스(Nano Letters) 4월호에 실렸다.

(연합뉴스/사진=KAIST 제공, 연합뉴스)