국내 연구팀이 경제적이고 안정적인 고효율·초저가의 액체연료전지 개발에 성공했다.
광주과학기술원(GIST·원장 선우중호) 환경공학과 이재영 교수<사진> 연구팀(전기화학·촉매연구실)은 백금촉매 사용량을 기존의 20% 수준인 ㎠당 0.5㎎으로 대폭 줄이고 촉매를 이용해 기존 전지보다 3배 정도 장기 안정성을 향상시킨 ‘복숭아산 연료전지’를 개발했다고 24일 밝혔다.
복숭아에 있는 지방산의 한 종류인 복숭아산은 개미산(HCOOH)이라고도 불리며 산화반응 속도가 빨라 액체연료전지의 연료로 사용할 수 있다. 하지만 복숭아산 연료전지에 사용되는 백금(Pt)·팔라듐(Pd) 촉매는 가격이 비싼 데다 연료 산화반응의 중간생성물이 촉매의 활성을 저해하는 피독 현상으로 인해 장기적인 안정성을 확보하는 데 한계를 갖고 있었다.
이 교수팀은 복숭아산 연료전지의 문제점을 해결하기 위해 탄소 전극 표면을 전기화학적으로 산화처리한 뒤 백금을 증착시켰다. 이 과정에서 백금의 고분산 증착을 유도하고 희토류금속인 비스무스(Bi)를 촉매로 사용, 백금촉매의 활성을 극대화하고 동시에 피독현상을 해결해 안정성을 확보하는 데 성공했다.
연구팀은 “이번 연구성과는 국내 연구팀이 고효율 저가의 연료전지 전극을 제조할 수 있는 원천기술력을 보유하는 것을 의미한다”며 “앞으로 상용화가 이뤄지면 친환경 액체연료전지 산업 분야에서 막대한 부가가치를 창출하고 동시에 국가 경쟁력 강화도 기대된다”고 밝혔다.
이재영 교수는 “초저가의 안정적인 액체연료전지를 독자적으로 개발함으로써 인체 삽입형 로봇과 의료기기·노트북·군사용 장비에 이르기까지 다양한 산업분야에서 활용할 수 있을 것”이라며 “특히 향후 이동형 및 휴대형 연료전지 분야에서 국제적 연구를 선도할 수 있는 계기가 될 수 있을 것”이라고 말했다.
한편, 이교수는 지난 2007년 노벨화학상 수상자이자 독일 유학시설 지도교수였던 독일 막스플랑크 프리츠하버 연구소 게르하르트 에르틀 박사의 이름을 딴 실험실을 운영하며 활발한 국제 공동연구를 수행하고 있다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.co.kr
