박찬호 GIST 융합기술학제학부 교수.[GIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 광주과학기술원(GIST)은 융합기술학제학부 박찬호 교수 연구팀이 백금보다 저렴하면서도 성능이 뛰어난 비백금계 촉매를 개발했다고 20일 밝혔다.

기존 수소연료전지는 백금을 촉매로 주로 사용하고 있지만 희소성과 높은 가격 요인이 광범위한 연료전지 적용에 걸림돌로 작용하고 있다. 이 같은 이유로 백금을 대체할 수 있는 고성능, 저가 촉매 개발에 대한 수요가 증가하고 있다.

연구팀은 촉매 입자 크기만을 조절해 촉매가 전해질에 효과적으로 접근할 수 있도록 고안했다. 특히 값비싼 백금을 대체하는 저렴한 비백금계 촉매를 도입함으로써 연료전지가 차량용과 발전소용 및 가정용 등 폭넓게 적용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

개발된 비백금계 촉매는 철과 질소 전구체를 다공성 구형 실리카에 담지한 후 탄화하는 나노주형법으로 제조됐다. 철과 질소 간 결합으로 인해 산소환원반응 촉매로서 백금 대비 우수한 성능을 나타내는 것을 확인했다.

박찬호 교수는 “이번 연구는 음이온 전해질막 수소연료전지에 적용될 수 있는 비백금계 산소 환원 촉매를 개발한 것”이라면서 “향후 저렴한 신규 산소환원반응 촉매 개발을 통해 수소 연료전지 단가 절감에 도움이 될 것으로 예상하며 광범위한 상용화에 기여하기를 바란다”고 말했다.

이번 연구성과는 응용화학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 에너지 케미스트리’ 5월 11일자 온라인에 게재됐다.

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산소환원반응 반쪽전지 테스트 결과, 337나노미터(nm)의 크기를 지닌 구형 촉매가 가장 높은 성능을 지닌 것으로 확인됐다.[GIST 제공]