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국내 연구진이 연료전지에서 산소환원반응을 돕는 촉매물질로 값비싼 백금대신 아연과 질소, 탄소를 이용해 저렴한 재료를 개발했다. 백종범 울산과학기술원(UNIST) 에너지및화학공학부 교수팀은 중국 부윈페이 난징대 교수팀과 함께 아연(Zn)-질소(N)-탄소(C)로 이뤄진 새로운 전이금속 촉매를 합성하고, 이 촉매에서 산소환원 반응이 잘 일어나는 활성화 자리를 찾는 데 성공해 연구결과를 국제학술지 '네이처' 13일자에 발표했다. 활성화 자리를 중심으로 촉매를 설계해 합성하면 연료전지에서 산소환원 효율이 훨씬 높을 전망이다. 연...

약 0.015원의 가치를 가진 백금 300나노그램(ng∙10억분의 1g)으로 연료전지의 성능을 21배까지 높일 수 있는 나노촉매기술이 개발됐다. 수소에너지 기술의 핵심이 될 연료전지 외에도 물 분해 수소생산과 같은 다양한 환경친화적 에너지기술에 적용될 것으로 기대를 모은다. 정우철∙김상욱 KAIST 신소재공학과 교수와 김현유 충남대 신소재공학과 교수 연구팀은 금속 나노소재를 이용해 수소 연료전지의 성능을 높일 수 있는 나노촉매기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 10나노미터(nm∙10억분의 1m) 이하 크기의 금속 나노 입자는 적은 양으로도 높은...

수소 경제시대를 앞두고 최근 정부와 기업이 수소기술 개발에 드라이브를 걸고 있는 가운데 국내 연구진이 경제적으로 수소를 생산하는 방법을 개발했다. 한양대 화학공학과 이성철 교수 연구진은 기존에 물 분해에 사용하는 전극으로 쓰던 희귀금속 대신 상대적으로 흔한 금속을 이용해 물에서 수소를 분리하는 방법을 개발했다고 31일 밝혔다. 현재 수소를 생산하는 가장 간편한 방법은 물을 전기로 분해하는 것이다. 그러나 이 과정에서 고가의 금속 촉매가 필요하다보니 경제성이 떨어진다는 평가를 받아왔다. 연구진은 값비싼 금속 대신 흔한 저...

국내 연구진이 친환경 알칼리 연료 전지의 성능을 높이는 촉매 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST)과 울산과학기술원(UNIST) 연구진은 17일 고체 알칼리막 연료전지에 사용하는 고성능 탄소튜브 기반 합금 나노 촉매를 개발했다고 밝혔다. 알칼리 연료전지는 수소와 산소의 화학적 에너지를 전기로 바꾸고 이 과정에서 오염물질 없이 물만 배출해 최근 친환경 에너지원으로 주목받고 있다. 하지만 전기 화학적 활성이 우수한 백금 나노 입자를 촉매로 쓰고 있어 값이 비싸고 안정성이 떨어진다는 지적을 받아왔다. 연구진은 탄소나노튜브...

친환경 미래 에너지인 수소 생산과정에서 ‘촉매’는 빼 놓을 수 없는 중요한 물질이다. 촉매의 효율이 높아야 적은 비용으로 더 많은 수소를 생산할 수 있어서다. 가장 효율이 뛰어난 촉매 물질로 ‘백금’이 꼽히지만 가격이 워낙 비싸 주로 대체물질을 사용해왔다. 국내 연구진이 백금 사용량은 줄이고 효율은 높인 촉매 제조 기술을 새롭게 개발했다. 이를 수소생산에 적용할 경우 백금 사용량이 80분의 1로 줄면서 수소활성도는 100까지 높아져 수소에너지 실용화의 단초가 될 것으로 기대된다. 울산과학기술원(UNIST) 자...

폭포는 곧은 절벽을 무서운 기색도 없이 떨어진다. -폭포, 김수영- 작품명 | 플래티넘 폭포 Platinum waterfall 작가 | 야로스와브 소볼레브 연구위원(yaroslav.sobolev@phystech.edu) 소속 | 첨단연성물질 연구단 작가의 말 백금(플래티넘)은 철과 비슷한 전기전도도를 갖고 있고 반응성이 매우 작다. 백금선(線)의 끝부분을 전극으로 활용해 물방울에 3kV의 고압 전류를 가한 후 확대한 사진이다. 이 사진은 순수한 물의 미시적 표면 구조가 강한 전압에서 어떻게 변하는지 관찰하는 실험 중 포착했다. 순수한 물에 백금선으로 전기를 흘려보냈더...

한국과학기술원(KAIST) 연구팀이 백금 사용량을 90% 줄이면서 수명은 2배 늘린 연료전지 촉매를 개발했다. 갈륨을 활용해 가격은 30% 줄이고, 성능은 12배 향상시켰다. 수소 전기차의 발전장치인 연료전지는 대기오염 물질을 배출하지 않아 친환경적이다. 그러나 연료전지의 전극촉매로 쓰이는 백금은 가격이 비싸 상용화의 장벽이 됐다. 또 현재 개발된 탄소 담지 백금 나노촉매는 산소환원반응 활성과 내구성이 상용화 기준에 못 미친다는 한계가 있다. KAIST 신소재공학과 조은애 교수 연구팀은 백금 기반 촉매의 활성 및 내구성 증진을 목표로...

수소로 전기를 만드는 연료전지에는 반드시 ‘촉매’가 필요하다. 지금까지는 값비싼 귀금속인 백금을 사용했는데, 이를 값싼 금속으로 대체할 길이 열렸다. 국내 연구팀이 나노물질로 철을 누에고치처럼 감싸는 신기술로 새로운 촉매를 합성해 냈기 때문이다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학부 백종범ㆍ김건태 교수팀은 8일 2차원 유기 고분자를 이용해 백금을 능가하는 철 촉매를 개발했다고 밝혔다. 연료전지는 수소를 공기 중 산소와 반응시켜 전기를 만들고 물만 배출하는 장치다. 전기를 생산할 때 산소가 물로 바뀌는 산소환원반응 과...

화학공학자들은 20세기 가장 중요한 발명 중 하나로 1907년 독일 과학자 프리츠 하버가 개발한 ‘암모니아 대량생산법’을 꼽는다. 이 기술의 핵심은 ‘촉매’다. 공기의 78%를 차지할 정도로 흔한 질소를 높은 온도와 압력에서 수소와 반응시키면 암모니아가 생겨나는데, 하버는 여기에 산화철을 촉매로 넣어 암모니아의 대량생산에 성공했다. 하버는 이 연구로 1918년 노벨 화학상을 받았다. 이렇게 생산된 암모니아는 합성비료 생산에 쓰여 지구 식량난 해소에 일조했다. 화약과 로켓연료, 의약품 제조 등 수많은 분야에 두루 쓰였다. 지금도 암모니...

국내 연구진이 저렴한 소재를 써서 자동차나 공장에서 나오는 매연의 유해 물질을 인체에 무해하게 바꿔주는 촉매를 개발했다. 김영독 성균관대 화학과 교수팀은 백금 같은 값비싼 소재 대신 저가의 산화철을 사용해 일산화탄소(CO)를 인체에 무해한 이산화탄소(CO2)로 바꿔 주는 고효율 촉매를 개발했다고 7일 밝혔다. 산화철의 가격은 100g당 약 170원 수준으로 100g당 약 370만 원에 달하는 백금 가격의 2만 분의 1에도 못 미친다. ● 상온에서도 일산화탄소 처리 가능…100도선 100% 고효율 달성 일산화탄소는 화석 연료를 태울 때 그을음을 일으키...