[디지털타임스 김수연 기자] 국내 연구진이 연료전지에서 백금 촉매를 대체할 수 있는 성능과 안정성을 갖춘 촉매를 개발했다.
한국과학기술연구원(KIST)은 연료전지연구센터 유성종·함형철 박사팀이 이리듐-크롬 합금 촉매를 개발했다고 7일 밝혔다.
연구팀은 이리듐과 전이금속들의 양자역학적 특성을 계산하고 이를 토대로 이리듐-크롬 합금 촉매를 만들었다.
연료전지는 수소와 산소의 전기화학적 반응에서 직접 전기에너지를 발생시키고 온실가스 없이 물만 배출한다. 이러한 점에서 차세대 친환경 에너지원으로 주목받고 있다.
이러한 연료전지에서는 산소와 수소 반응을 이끌어내는 촉매로 전기화학적 활성이 우수한 백금 기반의 나노 입자가 주로 사용된다. 하지만 백금은 가격이 비싸고 장시간 산성 환경에 노출되면 전체 내구성이 떨어진다는 단점이 있다.
이에 연구진은 양자역학 계산을 통해 화학반응이 일어나는 촉매 표면을 이리듐 원자 단층으로 만들었다. 그 아래에 크롬을 주입하면 효율이 높고 내구성이 뛰어난 촉매가 된다는 것을 발견하고 나노촉매 합성 기술로 이리듐-크롬 합금 촉매를 제작했다.
이리듐-크롬 합금 촉매는 성능이 백금 촉매와 같은 수준이면서 내구성은 더 강하다는 게 연구팀의 설명이다.
유성종 박사는 "이 촉매는 백금 촉매의 절반 정도 비용으로 만들 수 있다"며 "이번 연구 결과가 차세대 에너지 변환 소재의 설계·제조 기술을 발전시키는 데에 기여할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.
이번 연구는 한국과학기술연구원의 기관고유사업과 한국에너지기술평가원, 한국연구재단의 지원으로 수행했다. 연구 결과는 촉매 분야 국제학술지인 '응용 촉매반응 B : 환경'에 실렸다.
