개미산을 이용해 저렴한 연료전지 전극을 만들 수 있는 기술이 개발됐다.
이진우 포스텍 교수(화학공학과)와 심종민 박사과정은 블록공중합체의 자기조립 성질을 이용, 원포트(one-pot) 합성법으로 개미산 연료전지의 연료극으로 사용되는 새로운 촉매를 개발하는 데 성공했다고 1일 밝혔다.
미국화학회가 발행하는 나노분야 국제학술지 `ACS 나노`에 발표된 이번 연구성과는 연료전지의 가장 큰 장점인 효율과 안정성은 그대로 유지하면서 가격을 크게 낮출 수 있을 것으로 기대된다.
17세기 개미를 증류해 만들어져 처음으로 세상에 그 존재가 알려진 개미산은 개미뿐만 아니라 복숭아와 복분자 등 과일에도 함유돼 있는 물질로 주로 전기도금이나 약품 등에 활용돼왔다.
개미산은 산화반응속도가 빠르고 상온에서도 반응이 진행될 뿐 아니라 효율이 메탄올 연료전지보다 우수해 액체연료전지 연료로 각광받고 있다. 하지만 여기에 활용하는 촉매로 백금이나 팔라듐을 이용하기 때문에 생산원가가 올라갈 뿐 아니라, 반응 중 일산화탄소가 생성되면서 촉매 활성을 방해하는 `피독` 탓에 안정성이 떨어지는 문제점이 있었다.
연구팀이 고안한 원포트 합성법은 여러 번의 정제과정 없이 하나의 반응용기에 차례로 물질을 집어넣어 한 번에 합성한다. 합성 단계와 시간을 획기적으로 줄이는 효과가 있다.
연구팀은 30㎚ 이상의 나노기공 구조를 제어할 수 있는 기술도 함께 개발했다.
이진우 교수는 “최근 스마트폰과 스마트패드(태블릿PC) 등 휴대용 전자기기 사용이 급증해 고출력 휴대용 전원 수요가 늘면서 기존 2차전지를 대체할 연료전지 연구가 한창”이라며 “이번에 개발된 촉매는 기존 백금 촉매보다 효율이 300% 이상 향상됐다”고 설명했다.
한편, 이번 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 지원하는 글로벌프런티어사업과 중견연구자지원사업(핵심연구)의 지원으로 이뤄졌다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
