GIST, 수소전기차 경제성 높일 기술 개발

광주과학기술원(GIST)은 이재영(사진) 지구·환경공학부 교수 연구팀이 '고립전자쌍(두 개의 전자로 구성된 쌍)'을 포함한 탄소를 이용해 수소연료전지 백금 촉매의 성능과 내구성을 개선했다고 25일 밝혔다.

이 교수팀은 세라믹 볼과 시료를 빠른 속도로 회전시켜 마찰열로 화학반응을 일으키는 '볼 밀링법'을 이용해 질소가 도핑(불순물 첨가 공정)된 탄소를 합성하고, 이를 백금 입자의 담체(운반체)로 사용해 수소연료전지의 산소 환원 반응 촉매로 활용했다.

새롭게 개발한 백금 촉매는 백금과 질소 원자 간 결합 산소 환원 반응에서 기존 백금 촉매 대비 우수한 성능을 지닌 것으로 분석됐다.

또 강력한 원자 간 결합으로 수소연료전지 구동 중에 용출되는 백금의 양을 최소화해 내구성도 강화했다.

백금은 가장 적합한 산소 환원 반응 촉매로서 평가받고 있지만 한정된 매장량으로 가격이 비싸다.

이 교수는 "수소연료전지의 확대·보급을 위해서는 저백금·고내구성 전극 개발 등이 해결돼야 한다"며 "백금 촉매의 성능 개선이 수소전기차의 제조 경제성을 높여 수소경제에 크게 기여할 수 있을 것으로 본다"고 말했다.

이번 연구는 에너지 및 화학 분야의 세계적인 학술지인 '켐서스켐(ChemSusChem)' 3월호 표지논문으로 실렸다.

광주=임동률 기자 exian@hankyung.com