국내 연구진이 가격이 비싼 백금을 대체할 수 있는 수소연료전지 적용 가능한 산소환원 반응 촉매를 개발했다. 수소 연료전지 단가 인하 및 상용화에 기여할 전망이다.
광주과학기술원(GIST·총장 김기선)은 박찬호 융합기술학제학부 교수팀이 염기성 조건에서 백금보다 저렴하면서도 활성이 높은 비백금계 산소 환원 반응 촉매를 개발했다고 20일 밝혔다.
박 교수팀은 철과 질소 전구체(특정 원소를 가지고 있는 화합물)를 다공성 구형 실리카에 담지한 뒤 나노주형법으로 염기성 조건에서 철과 질소 결합으로 백금보다 성능이 뛰어난 탄소 촉매를 개발했다. 반쪽 전지 시험을 실시한 결과 탄소 입자 크기가 작을수록 전해질과 접촉면적 증가로 접근성이 향상돼 산소 환원 반응이 촉진되는 것으로 나타났다.
수소연료전지는 주로 백금을 산소환원반응 촉매로 사용한다. 하지만 백금의 희소성과 높은 가격으로 연료전지 적용에 걸림돌이 됐다. 특히 염기성 조건에서 음이온 전해질막 발전에 적용할 수 있는 연료전지 개발이 시급한 상황이다.
연구팀은 촉매 입자 크기만을 조절해 전해질에 효과적으로 접근하도록 했다. 백금을 대체한 저렴한 비백금계 촉매를 도입, 다양한 연료전지 분야에 확대 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
박찬호 교수는 “음이온 전해질막 수소연료전지에 적용될 수 있는 비백금계 산소 환원 촉매를 개발했다는 데 의미가 있다”면서 “저렴한 산소환원반응 촉매 개발로 수소 연료전지 단가 절감 및 상용화에 도움이 될 것으로 예상된다”고 말했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
