무한 재사용 가능한 연료전지 전극소재 개발

백종범 울산과기대 교수팀
국내 연구팀이 준금속을 그래핀에 입혀 무한 재사용이 가능한 연료전지 전극소재를 개발했다.

백종범 울산과기대(UNIST) 교수(사진)팀은 '안티몬(antimony)'을 그래핀에 적용해 전기화학적 활성도를 극대화한 연료전지 소재를 개발했다고 26일 밝혔다.

그래핀은 탄소 원자가 벌집 모양으로 연결된 얇은 막 형태의 나노 소재로, 저렴하면서도 물리적·전기적·화학적 성질이 우수해 연료전지의 촉매 소재로 주목받고 있다.

하지만 그래핀은 탄소로만 구성된 중성적 특성 때문에 촉매로 이용할 경우 전기 화학적 활성이 낮아 다른 원소를 도입해 활성을 높여야 한다.

현재 기술로는 금속이 아닌 질소, 인, 황 등 원소를 도입하는 것이 가능하지만, 이 원소들은 그래핀의 결정을 손상시켜 타고난 특성을 훼손시킨다는 문제가 있었다.

연구팀은 기계화학적 공정인 '볼밀링'을 통해 준금속 중 하나인 안티몬을 그래핀의 가장자리에만 입혀 그래핀의 결정을 손상하지 않으면서 계속 사용해도 안정적이고 우수한 산소환원용 촉매를 개발했다.

백종범 교수는 "완전히 새로운 특성을 가진 그래핀 제조가 가능해져 보다 다양한 분야로 상용화될 가능성을 열었다"고 말했다.

이 연구성과는 '네이처 커뮤니케이션스' 22일자에 게재됐으며, 이 기술이 포함된 그래핀 양산 기술은 '덕양'에 이전돼 양산 준비 중이다.

백나영기자 100na@