값비싼 백금을 대체할 수 있는 수소연료전지 촉매제가 국내 연구진에 의해 개발됐다.
한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 에너지 변환 및 저장재료 연구실 조은애 교수연구팀은 백금보다 저렴하면서 성능이 더 우수한 '니켈-몰리브데넘' 소재를 개발하는데 성공했다고 11일 밝혔다.
백금은 수소연료전지를 생산하는 촉매제로 쓰인다. 수소연료전지는 수소와 공기중 산소를 반응시켜 전기를 생산하는 발전장치로, 전극 재료로 백금을 사용하고 있는 것이다. 수소 에너지는 자동차와 선박 등 주요 운송수단뿐 아니라 차세대 발전에너지로 주목받고 있다. 그러나 백금처럼 비싼 촉매제를 사용하게 되면 수소 생산단가를 낮출 수가 없다.
니켈은 음이온 교환막 연료전지용 비귀금속 전극 소재로 주목받았다. 하지만 백금 성능의 100분의 1에도 미치지 못해 실제 적용되지 못하고 있었다. 그러나 이번에 연구팀이 개발한 '니켈-몰리브데넘' 촉매는 백금보다 성능이 우수하고(백금: 1.0 mA/cm2, 니켈-몰리브데넘 촉매: 1.1 mA/cm2), 가격은 80분의 1에 불과해 백금을 대체할 수 있을 것으로 기대된다.
조은애 교수는 "순수한 니켈은 성능이 낮지만, 산화 몰리브데넘을 이용해 니켈의 전자구조를 변화시켜 성능을 비약적으로 향상했다"고 설명하며 "공정 특성상 대량 생산에도 적합하며 향후 음이온 교환막 연료전지에 적용할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.
한국연구재단 지원으로 진행된 이번 연구는 카이스트 신소재공학과 권용근 박사가 제1저자로 참여했고, 연구결과는 재료분야 국제학술지 '어플라이드 카탈리시스 비: 엔바이론멘탈'(Applied Catalysis B: Environmental) 4월 5일자 온라인에 게재됐다.
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