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값비싼 백금 촉매 효율 6배로…수소자동차 상용화 길 열었다

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2016년 02월 29일 18:00 프린트하기

 

백금촉매를 대체할 수 있는 화합물 촉매 제조 원리 - 한국과학기술연구원 제공
백금촉매를 대체할 수 있는 화합물 촉매 제조 원리를 나타낸 모식도. - 한국과학기술연구원(KIST) 제공

 

미래형 수소자동차는 대부분 연료전지를 이용한다. 폭발 위험이 높은 수소에 직접 불을 붙이지 않고 수소에 화학반응을 일으켜 전기를 만드는 것이다. 이 과정에 필요한 백금 촉매의 가격을 최대 6분의 1이하로 낮출 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다.

 

유성종 한국과학기술연구원(KIST) 선임연구원 팀은 수소연료전지에 쓰이는 백금 촉매의 성능을 개선하고, 내구성 역시 크게 높인 촉매를 새롭게 개발했다고 29일 밝혔다.

 

수소연료전지는 값비싼 백금 촉매가 대량으로 필요해 가격상승의 원인이 된다. 이 때문에 세계적으로 백금 사용량을 줄이기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있다. 니켈, 코발트, 철 등 전이금속을 백금과 섞는 방법이 주로 쓰이지만, 전이금속은 쉽게 산화되는 단점이 있어 수명이 짧다.

 

연구진은 백금과 섞을 전이금속으로 코발트를 이용해 백금 사용량을 절반 이하로 줄였다. 여기에 암모니아 성분이 함유된 ‘마이팜’이란 고분자화합물을 코팅해, 순수 백금을 사용했을 때의 3~4배 수준으로 내구성을 높였다. 가격 대비 효율을 6배 정도까지 끌어 올린 셈이다.

 

유 연구원은 “이번에 개발된 기술은 백금계 촉매가 갖고 있는 치명적인 단점을 효과적으로 보완한 것”이라며 “최근 일본 도요타 등 여러 자동차 기업에서 연구 중인 수소연료자동차 상용화를 크게 앞당길 수 있을 것으로 보인다”고 말했다.

 

연구성과는 ‘네이처’ 자매지인 ‘엔지피 아시아 머티리얼스(NPG Asia Materials)’ 1월호에 게재됐으며, 이달의 10대 인기기술(most downloaded articles)로도 뽑혔다.


 

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