울산과학기술원(UNIST·총장 이용훈)은 김광수 자연과학부 화학과 특훈교수(국가과학자) 연구팀이 물 전기분해에 쓸 수 있는 저렴한 촉매로 '철·코발트 인산(FeCoPO₄)' 물질을 개발했다고 25일 밝혔다. 이 촉매는 상업적으로 쓰이는 촉매에 비해 25%나 저렴하다.
김 교수팀은 산화 그래핀 지지대 위에 저렴한 철(Fe), 코발트(Co), 인산(P) 물질을 넣어 효율과 안정성을 동시에 높인 산소 발생 반응용 촉매를 개발했다. 이어 이 촉매를 슈퍼컴퓨터를 사용해 계산한 결과 첨가된 인산이 전자 분포와 화학결합을 최적화하는 것으로 나타났다.
개발된 '철-코발트 인산 촉매'는 기존 상업용 산화이리듐 촉매보다 25% 이상 효율이 좋다. 촉매 효율 반응을 일으키기 위해 추가로 들어가는 전기 에너지 사용량을 적다.
안정성도 뛰어나 5000번 이상 반응 후에도 구조적으로 크게 변하지 않았고, 70시간 동안 반응을 지속해도 반응성이 떨어지지 않았다.
김 교수는 “값비싼 상용 촉매보다 산소 발생 반응성은 훨씬 좋고, 제조 비용은 낮은 촉매”라면서 “연료전지를 비롯한 여러 친환경 에너지 물질의 촉매 개발에 유용할 것”이라 말했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
