[뉴스웍스=문병도 기자] 성영은 기초과학연구원(IBS) 나노입자 연구단 부연구단장 연구팀이 열처리 공정만으로 간단하게 백금 기반 연료전지 촉매를 합성하는 기술을 개발했다고 IBS가 16일 발표했다. 

백금 함량 당 연료전지의 발전 성능을 기존 대비 2배가량 높였다.

IBS 연구진은 간단한 열처리 공정으로 백금 기반 촉매를 합성하는 새로운 방법을 고안했다. 

연구진이 개발한 촉매는 백금(Pt)과 코발트(Co)라는 2개의 금속 원소가 결합한 구조다. 탄소 지지체 위에 두 원소를 두고 온도를 900℃까지 올리면, 두 금속 원소가 규칙적으로 배열되며 4nm 크기의 나노 결정을 이룬다. 불안정한 코발트 주변을 백금 원자들이 규칙적으로 둘러싸 보호하기 때문에 촉매의 성능과 안정성이 매우 뛰어나다. 또 합성 과정에서 유독한 용매나 계면활성제 등이 필요하지 않다는 장점도 있다.

연구진이 고안한 합성법을 이용하면 탄소 지지체 위에 다량의 나노입자를 촘촘히 배치할 수 있어, 산소 기체의 이동도 용이해진다. 여기에 이온의 이동을 용이하게 하는 아이노머라는 첨가제를 탄소 기판 위에 고르게 분산시켜, 기존 촉매가 연료전지로 구현됐을 때 제 성능을 구현하지 못하는 문제를 해결했다.

연구진은 개발한 촉매를 장착해 연료전지의 성능을 평가했다. 같은 무게의 백금을 사용했을 때 기존 수소자동차 대비 2배 가까운 전력(5.9kW/gpt)을 생산하는 것으로 확인됐다. 연료전지 가격의 40%를 차지하는 값비싼 백금의 사용량을 2배 절감할 수 있는 셈이다. 연구결과는 지난달 30일 에너지 분야 세계 최고 학술지인 '에너지와 환경과학' 온라인 판에 실렸다.

현택환 단장은 "값비싼 백금 촉매를 손쉽게 대량 생산하고, 소량의 촉매만으로도 더 높은 발전 성능과 내구성을 구현할 수 있는 원천기술"이라며 "연료전지 촉매뿐 아니라 여러 전기화학 산업에 사용되는 촉매들의 성능 및 내구성 증대에 기여할 것"이라고 말했다.