박찬호 GIST 교수, 저비용 비백금계 촉매 개발
"수소연료전지 단가 절감·상용화 범위 확대 기대"
국내 연구진이 저렴하고 효율 높은 수소연료전지 촉매를 개발했다.
박찬호 광주과학기술원(GIST) 융합기술학제학부 교수 연구팀은 염기성 조건에서 백금보다 저렴하면서도 성능이 뛰어난 비(非)백금계 수소연료전지용 촉매를 개발했다고 20일 밝혔다.
수소연료전지는 수소를 공기 중의 산소와 반응시켜 전기를 생산하는 장치이다. 화석연료보다 에너지 효율이 높고 온실가스 등의 공해가 적어 차량·발전·가정용으로 쓰일 신재생 에너지원으로 주목받고 있다.
수소전기차 등에 쓰이는 수소연료전지에는 수소와 산소의 화학 반응을 촉진해줄 촉매가 필요하다. 현재 쓰이고 있는 촉매는 귀금속인 백금이다. 때문에 희소성과 가격이 높아 수소연료전지의 상용화에 걸림돌이 되고 있다. 백금을 대체할 고성능 저가형 촉매가 필요한 상황이다.
연구팀은 철과 질소 화합물을 다공성 구형 실리카(실리콘 산화물)에 넣은 후 고온에서 가열해 분해시키는 나노주형법을 통해 탄소 기반의 비백금계 촉매를 만들었다. 연구팀은 촉매가 효과적으로 반응할 수 있는 가장 적절한 탄소 입자 크기를 실험적으로 찾았다. 이렇게 만든 촉매가 백금보다 성능이 우수하다는 것을 확인했다.
박 교수는 "수소연료전지에 적용될 수 있는 비백금계 산화 환원 촉매를 개발했다는 데 의의가 있다"며 "향후 수소연료전지의 단가 절감에 도움이 될 것으로 예상하며 광범위한 상용화에 기여하기를 바란다"고 했다.
이번 연구결과는 국제 학술지 ‘저널 오브 에너지 케미스트리(Journal of Energy Chemistry)’에 11일자로 게재됐다.