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사용량 확 줄이면서도 수명 2배 늘린 백금 촉매 개발

KAIST "갈륨 첨가 통해 기존보다 백금 90% 적게 쓸 수 있어"
내구성 평가 후의 촉매 입자 형상 변화 [KAIST 제공=연합뉴스]
내구성 평가 후의 촉매 입자 형상 변화 [KAIST 제공=연합뉴스]

(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 조은애 신소재공학과 교수 연구팀이 백금 사용량을 90% 줄이는 동시에 수명을 2배 늘리는 연료전지 촉매를 개발했다고 17일 밝혔다.

연료전지는 대기오염 물질을 배출하지 않는 친환경 발전 장치로 주목받는다.

기존 발전 설비를 대체할 수 있기 때문이다.

문제는 있다. 전극 촉매로 쓰이는 백금이 비싸다는 점이다.

현재 기술로썬 산소환원반응 활성과 내구성 측면에서 상용화가 어렵다는 점도 한계로 꼽힌다.

연구팀은 기존 백금 기반 촉매 산소환원반응 활성과 내구성을 늘리는 데 초점을 뒀다.

우선 백금과 니켈 합금 촉매를 합성하고서 성능 증진을 위해 여러 금속 원소를 도입했다.

그 결과 갈륨이 가장 효과적이라는 사실을 확인했다.

연구팀은 백금-니켈 합금 촉매를 팔면체 형태 나노입자로 만들고서 그 표면에 갈륨을 첨가했다.

그랬더니 기존 백금 촉매보다 성능이 12배 좋아졌다.

이 촉매로 실제 연료전지도 만들 수 있었다.

KAIST 조은애 교수 [KAIST 제공=연합뉴스]
KAIST 조은애 교수 [KAIST 제공=연합뉴스]

해당 전지는 백금 사용량을 줄여 제조 가격이 30%가량 저렴하면서도 수명이 2배 이상 길다고 연구팀은 설명했다.

조은애 교수는 "연료전지 가격 저감과 내구성 향상을 동시에 달성한 성과"라며 "수소 전기차나 발전용 연료전지 시장경쟁력을 높이는 데 도움이 될 것으로 기대한다"고 말했다.

연구는 에너지기술평가원, 한국연구재단 기후변화대응사업, 국방과학연구소 지원 등을 통해 수행했다.

임정훈 연구원이 1 저자로 참여한 연구 논문은 나노 레터스(Nano Letters) 4월호에 실렸다.

walden@yna.co.kr

<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지> 2018/04/17 09:34 송고

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